Особенности реакций жидкофазного гидрирования нитроароматических соединений на стекловолокнистых тканых катализаторах, активированных металлами платиновой группы

• Автор: У Чуньтянь
• Шифр специальности: 02.00.15
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Черноголовка
• Количество страниц: 145 с. : ил.

Содержание
Введение

Глава 1 Литературный обзор

1.1. Исследование стекловолокнистых катализаторов СВК

1.2. Каталитическое гидрирование ароматических нитросоединений в жидкой фазе

1.3. Современное состояние гидрирования ароматических нитросоединений в жидкой фазе и перспективы применения новых поколений каталитических систем на стекловолокнистых матрицах

Глава 2. Экспериментальные методы

2.1 Технические характеристики С ВТКкатализаторов

2.2 Методика изготовления СВТКкатализаторов

2.3 Методика процесса жидкофазного гидрирования

2.4 Методика изучения стадийного механизма реакции при

каталитическом жидкофазном гидрировании
2.5 Методы исследования состава реакционной смеси
Глава 3. Результаты
3.1 Гидрироваиие нитробензола
3.2 Гидрирование 2,4динитротолуола
3.2.1. Активность катализаторов
3.2.2. Анализ составов реакционных смесей при гидрировании динитротолуола на ГЧС ВТКсистеме
3.3 Гидрирование тринитротолуола
3.3.1. Активность и селективность катализаторов
3.3.2 Анализ составов реакционных смесей при гидрировании тринитротолуола
3.3.3 Гидрирование ТНТ в условиях автоклава
Глава 4. Обсуждение результатов
4.1 Г идрирование нитробензола
4.2 Г идрирование 2,4динитротолуола
4.2.1 Активность катализаторов
4.2.2 Маршруты реакции гидрирования динитротолуола
4.3 Г идрирование тринитротолуола
4.3.1 Активность и селективность катализаторов
4.3.2 Особенности гидрирования ТНТ в автоклаве на РгССТК
4.3.3 Представления о механизме реакции гидрирования тринитротолуола
Выводы
Литература


Стекловолокна обладают относительной химической инертностью, высокой химической и термической стойкостью, механической прочностью, устойчивостью к истиранию, стабильностью введенных в матрицу металлических компонентов. Стекловолокнистые носители допускают легко реализуемое варьирование удельной поверхности в процессе их изготовления в широких интервалах от 0. Производство стекловолокнистых катализаторов осуществляется в непрерывном режиме при полной автоматизации процесса. На рис. Составы различных стекловолокнистых носителей представлены в таблице 1. СВК 4. Аморфные стекловолокна кремнеземные, алюмоборосиликатные, имеющие диаметр 69 мкм, могут составлять различные тканые и
нетканые изделия. При этом удельная поверхность материала варьируется от 1 до 0 м2г 8. В качестве носителей применяется два основных типа стекол алюмоборосиликатное ЕВ, и кремнеземное СВ. Для приготовления СВобразцов исходным материалом являлась промышленная стеклоткань из натрийсиликатного стекла тип Т, содержащего БЮг, . Ыа, 1. АОз с диаметром волокон 7 мкм Полоцк, Белоруссия. Эти стекловолокна диаметром 7 мкм, образованные при истечении расплавленной стекломассы из фильер плавильного аппарата, подвергались далее скручиванию в нити, прядению и тканью 4. В выбранных условиях выщелачивания уже через мин происходит почти полное извлечение натрия. В образце остается 0. Ыа, 1. А0з и основную его часть . БЮ2. Увеличение времени выщелачивания до мин мало меняет состав и физикохимические свойства образцов 3. Величина удельной поверхности по аргону в исходных и выщелоченных стеклотканях примерно одинакова и весьма невелика, что близко к геометрической поверхности цилиндрических волокон диаметром 7 мкм. На снимках ПЭМ в выщелоченных стеклотканях наблюдаются цилиндрические волокна толщиной мкм. Свойства ОНгрупп в выщелоченных и в исходных образцах по данным ИКспектроскопии различны 3. У выщелоченных образцов в объеме волокон находятся ОНгруппы, отличающиеся от изолированных ОНгрупп на поверхности обычных силикагелей. Поверхностные ОНгруппы взаимодействуют между собой, образуя лабильные водородные связи. Данные ИКспектроскопии свидетельствуют, что ОНгруппы локализованы в мелких и достаточно однородных по геометрии полостях. Кроме того, имеются ОНгруппы, связанные сильными водородными связями, и молекулы воды, связанные слабыми водородными связями. Возможно, это отдельные молекулы воды в тонких порах. Изолированные ОНгруппы на внешней поверхности не наблюдаются, повидимому, изза малой величины поверхности 3. Для традиционных глобулярных силикагелей такие концентрации поверхностных ОНгрупп соответствуют величине удельной поверхности более 0 м2г 9. Для СВобразцов характерны низкие величины поверхности 3. Показано, что ОНгруппы находятся в микрополостях внутри стекловолокон 3. Очевидно, при выщелачивании в результате ионного обмена ЗьОЫаНГ БгОНЫа все катионы Ыа в структуре стекла заменяются на протоны 3. Изза значительно меньшего размера протонов в местах нахождения натрия остаются пустоты вакансии соизмеримого размера 0. Процесс начинается с внешней поверхности и при сравнительно малом диаметре используемых волокон полное выщелачивание достигается достаточно легко и быстро. Фронт растворения перемещается к более глубоко расположенным катионам и встречные диффузионные потоки катионов и протонов формируют каналы, соединяющие пустоты, распространяющиеся от поверхности к центру и разделенные стенками из нерастворимого в кислоте кремнезема 3. На макроуровне каналы и кремнекислородные слои могут иметь сложную нерегулярную геометрическую форму перекручиваться, прерываться, менять толщину вследствие сшивки соседних слоев 3. Слои из 34 кремнекислородных тетраэдров для простоты изображен только атом кремния перемежаются очень узкими межслоевыми полостями, в которых присутствует большое количество ОНгрупп. Два соседних кремнекислородных слоя прочно связаны водородными связями. Прокаливание материала при высокой температуре будет приводить к удалению воды и сшивке двух слоев в одно целое 3. Небольшие по размеру ионы натрия по механизму ионного обмена будет легко проникать в межслоевое пространство.