Ароматизация легких алканов на промотированных высококремнеземных цеолитах

• Автор: Карташев, Иван Юрьевич
• Шифр специальности: 02.00.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 185 с. : ил.

Содержание
Введение

Глава 1. Каталитическая ароматизация легких алканов. Литературный обзор.

1.1. Особенности каталитической активации гомологов метана.

1.2. О некоторых особенностях цеолитных катализаторов

1.3. Ароматизация легких алканов на модифицированных цеолитах.

1.4. Ароматизация легких алканов на промотированных цеолитах.

1.4.1. Ароматизация легких алканов на катализаторах, промотированных платиновыми металлами

1.4.2. Ароматизация легких алканов на катализаторах, промотированных галлием

1.4.3. Ароматизация легких алканов на катализаторах, промотированных цинком.

1.4.4. Ароматизация легких алканов на катализаторах, промотированных несколькими элементами.
1.5. Промышленная реализация процесса ароматизации легких алканов
Глава 2. Объекты и методы исследований.
2.1. Методика приготовления катализаторов
2.2. Методика проведения экспериментов.
2.3. Методика проведения физикохимических исследований катализаторов
2.4. Оценка точности эксперимента
Глава 3. Исследование превращений легких алканов на высококремнеземных цеолитных катализаторах
3.1. Превращения легких алканов на катализаторах на базе НЦВМ.
3.1.1. Ароматизация легких алканов на непромотированном НЦВМ
3.1.2. Ароматизация легких алканов на катализаторах на базе НЦВМ, промотированных индивидуально цинком или хромом
3.1.3. Ароматизация легких алканов на катализаторах на базе НЦВМ, промотированных совместно цинком и хромом
3.2. Превращения легких алканов на катализаторах на базе НЦВМ8.
3.2.1. Ароматизация легких алканов на непромотированном НЦВМ8 и катализаторах, содержащих индивидуальные промоторы
3.2.2. Ароматизация легких алканов на катализаторах на базе ИЦВМ8, промотированных совместно цинком и хромом.
3.3. Превращения легких алканов на катализаторах на базе ЦВКХ11.
3.4. Исследование стабильности совместно промотированных катализаторов
ароматизации.
Глава 4. Исследование катализаторов физикохимическими методами.
4.1. Исследование структуры катализаторов методом рентгенофазового анализа
4.2. Исследование морфологии катализаторов
4.3. Исследование элементного состава катализаторов.
4.4. Измерение удельной поверхности катализаторов.
4.5. Исследование активных центров цеолитов методом ИКспектроскопии
4.5.1. Исследование активных центров катализаторов на базе НЦВМ
4.5.2. Исследование активных центров катализаторов на базе НЦВМ8.
Выводы.
Список литературы


Основными производителями пентасилов 5, силикалита 5 и др. США, японская фирма Тое сода производит пентасилы по лицензии фирмы i i. В нашей стране синтезированы и широко изучаются аналоги цеолитов типа 2БМ, которые в отечественной научной литературе обозначаются как цеолиты ЦВК, ЦВМ, ЦВН, ВКЦ, ультрасил, пентасил , . Цеолит ЦВН интересен тем, что синтезируется в слабощелочной среде и содержит незначительное количество ионов натрия . Ближайшим природным аналогом цеолита 2БМ5 является цеолит мутинаит, обнаруженный исследователями из Моденского университета Италия на горе Адамсон в Антарктиде , . Ыа2,7бКо1,1МвоСаз. А1,ио,0Н. Мутинаит характеризуется наличием как прямых, так и синусоидальных каналов, причем сечение прямых каналов природного цеолита несколько отличается по форме от формы сечения каналов синтетических аналогов . Диаметр каналов мутинаита составляет 0,0, нм. Влияние пористой структуры пентасилов на их молекулярноситовые и каталитические свойства проявляется также в высокой стойкости цеолитов этого типа к коксообразованию по сравнению с цеолитами первого поколения. Повидимому, ограниченный диаметр каналов в пентасилах и отсутствие больших полостей препятствуют образованию внутри кристаллитов крупных молекул типа поликонденсированных ароматических соединений, которые являются предшественниками кокса , , . Важными для катализа особенностями ВКцеолитов являются их гидрофобность и термическая стабильность , , . По данным рентгеноструктурного анализа, прокаливание пентасилов при температурах до С не вызывает разрушения их кристаллической структуры. Ни один из этих элементов не действует совершенно изолированно. То есть, катализ на цеолитах является многофункциональным ,. Активация реагентов на перечисленных активных центрах происходит путем протонирования, отрыва гидридиона или передачи электронов , . В обсуждается возможность ионрадикального инициирования превращений углеводородов на кислотных центрах гетерогенных катализаторов, в том числе цеолитов. Указывается на возможную роль центров как стабилизаторов активных центров радикального инициирования. В то же время, подавляющее большинство авторов предполагает участие в катализе на цеолитах сильных Вцентров. Поверхностные кислотные ОНгруппы непосредственно фиксируются методом ИКспектроскопии , , , . В ИКспектрах ВКцеолитов наблюдаются полосы поглощения в области см1, характерные для мостиковых ОНгрупп, связанных с атомами А1 и i кристаллической решетки. Протоны этих групп обладают свойствами сильных Вцентров. Полоса, наблюдаемая при см1, относится к силанольной группе со слабокислотными свойствами. Широкая полоса с максимумом в области см1 относится к протонированным iгруппам, либо к адсорбированным молекулам воды. В содержатся ссылки на исследования, согласно которым широкая полоса при см1 относится к гидроксильным группам, образующим напряженную внутримолекулярную связь с кислородным атомом решетки, входящим в состав алюмокислородного тетраэдра. Низкомодульный цеолит 5 i обнаруживают полосу поглощения при см1, отнесенную к ОНгруппам, локализованным на ионах алюминия. Высокотемпературная обработка цеолитов, например, при удалении органического компонента, может привести к превращению Вцентров в Ьцентры, в том числе дефектные структуры, способные формировать катионрадикалы из адсорбированных молекул , . ОНгрупп
ЛД л. Пространственная разобщенность ОНгрупп не является препятствием для дегидроксил ирования, так как, по данным ЯМРспектроскопии, протоны мостиковых ОНгрупп при высоких температурах обладают значительной подвижностью . Образование льюисовских кислотных центров при дегидроксилировании цеолита НМ подтверждается методом ИКФурьеспектроскопии диффузионного рассеяния адсорбированного СО, который при взаимодействии с Ьцентрами характеризуется полосами поглощения при , , и см1 . АН. Н 10ЫвОАЧ,АнО. С участием ионов алюминия в цеолитах могут формироваться суперкислотные центры . Отсутствие в ВКцеолитах избытка ионов алюминия, формирующих указанные центры, может быть одной из причин их низкой коксуемости.