Синтез и исследование наноструктурированных носителей на основе TiO2 и их использование в нанесенных платиновых катализаторах окисления CO

• Автор: Шутилов, Алексей Александрович
• Шифр специальности: 02.00.15
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 143 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА I. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОКЗОР

1.1. МЕТОДЫ ПОЛУЧЕНИЯ, ФАЗОВЫЙ СОСТАВ И СТРУКТУРА ДИОКСИДА ТИТАНА

1.2. ФАЗОВЫЙ СОСТАВ И СТРУКТУРА ОКСИДОВ ЦЕРИЯ.

1.3. МЕТОДЫ ПОЛУЧЕНИЯ, ФАЗОВЫЙ СОСТАВ И СТРУКТУРА СОЕДИНЕНИЙ, ОБРАЗУЮЩИХСЯ В ОКСИДНОЙ СеТ0 СИСТЕМЕ
1.4. МЕТОДЫ ПОЛУЧЕНИЯ, ФАЗОВЫЙ СОСТАВ И СТРУКТУРА СОЕДИНЕНИЙ, ОБРАЗУЮЩИХСЯ В ОКСИДНОЙ ТБО СИСТЕМЕ
1.5. СТРУКТУРА И КАТАЛИТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА НАНЕСЕННЫХ РТЮ2 КАТАЛИЗАТОРОВ В РЕАКЦИИ ОКИСЛЕНИЯ СО

ЗАКЛЮЧЕНИЕ К ЛИТЕРАТУРНОМУ ОБЗОРУ.

ГЛАВА 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

2.1 МЕТОДЫ ПРИГОТОВЛЕНИЯ НОСИТЕЛЕЙ И КАТАЛИЗАТОРОВ

2.2 МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ КАТАЛИЗАТОРОВ.
ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
3.1. ВЛИЯНИЕ ДОБАВОК ЦЕРИЯ НА ФИЗИКОХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ДИОКСИДА ТИТАНА
3.1.1. Формирование фазового состава и структуры диоксида титана,
модифицированного церием
3.1.2. Формирование пористой структуры и дисперсность диоксида титана,
модифицированного церием
3.2. ВЛИЯНИЕ ДОБАВОК КРЕМНИЯ НА ФИЗИКОХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ДИОКСИДА ТИТАНА
3.2.1. Формирование фазового состава и структуры диоксида титана,
модифицированного кремнием
3.2.2. Формирование пористой структуры и дисперсности диоксида титана,
модифицированного кремнием
ГЛАВА 4. ВЛИЯНИЕ ХИМИЧЕСКОЙ ПРИРОДЫ И СТРУКТУРЫ НОСИТЕЛЯ НА ФИЗИКОХИМИЧЕСКИЕ И КАТАЛИТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА НАНЕСЕННЫХ ПСеТЮ, И Р1ТЮ
КАТАЛИЗАТОРОВ В РЕАКЦИИ ОКИСЛЕНИЯ СО
4.1. i КАТАЛИЗАТОРЫ
4.2. i КАТАЛИЗАТОРЫ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
ВЫВОДЫ.
ЛИТЕРАТУРА


Как в рутиле, так и в анатазе атом титана находится в центре октаэдра и окружен шестью атомами кислорода, но в рутиле на один октаэдр приходится два общих ребра, а в анатазе четыре, т. ТО2, а анатаза из четырех. Каждый атом Т в рутиле окружен двумя атомами кислорода на расстоянии 2, А и четырьмя атомами О2 на расстоянии 1, А, образуя искаженный октаэдр рис. В анатазе каждый атом титана, также в виде искаженного октаэдра, окружен двумя атомами кислорода на расстоянии 1, А и четырьмя атомами кислорода на расстоянии 1, А. В бруките каждый атом титана окружен шестью также на разном расстоянии атомами кислорода в виде несколько искаженного октаэдра, среднее расстояние Т О в решетке брукита практически такое же, как в решетках рутила и анатаза. Л П О 1. А, являются единственными, для которых расстояние до атомов Т точно одинаково. Расстояние остальных четырех отличаются, как от выше приведенных, так и между собой. Рис. Кристаллическая структура диоксида титана анатаза а и рутила б . В промышленном масштабе диоксид титана получают двумя основными методами. Так называемым сульфатным методом, состоящим в термическом гидролизе раствора титанилсульфата с последующей промывкой осадка, сушкой и термообработкой. При данном методе получения уже после стадии гидролиза получается гидратированный диоксид титана со структурой анатаза , , . Второй метод состоит в окислении кислородом при температуре 0С паров четыреххлористого титана ТСЦ ТЮ2 2С , . Диоксид титана, полученный данным методом, представляет собой смесь фаз анатаза и рутила, содержание последнего составляет около . В лабораторных условиях диоксид титана наиболее часто получают гидролизом либо осаждением растворами аммиака или ИаОН из растворов ТС реже из раствора ТКЖОД или алкоголятов титана, например, ТОСз 4 и ТОС4Н94 с последующей промывкой, сушкой и термообработкой , . Свежеосажденный гидратированный диоксид титана является рентгеноаморфным. О составе и строении осадков гидратированного диоксида титана в литературе нет единого мнения. Одни исследователи приписывают гидратированному диоксиду титана формулу ТЮ2пН, где п изменяется от 0 до 2 , , другие считают его титановыми кислотами Н4ТЮ4, Н2ТО3 , , , третьи приписывают формулу ТООН2 , . При синтезе гидратированного диоксида титана методом осаждения, также как и методом термического гидролиза солей титана, в состав образующихся осадков входят различные катионы и анионы, содержащиеся в исходной соли и осадитсле, которые оказывают значительное влияние на формирование фазового состава и текстуры диоксида титана при прокаливании. В настоящее время можно считать установленным полимерное строение гидратированного диоксида титана. ОН ОН ОН ОНТ ОТ. Свежеосажденный гидратированный диоксид гитана ГДТ рентгеноаморфен. При старении выдерживании в дистиллированной воде или маточном растворе при повышенной температуре происходят процессы дегидратации и кристаллизации рис. Из рис. Рис. Влияние продолжительности старения гидратированного диоксида титана на степень образования анатаза при температурах 0С 1, С 2, С 3 поданным . Известно , что при термообработке обезвоживание гидратированного диоксида титана происходит весьма легко в вакууме он полностью теряет воду уже при С, на воздухе этот процесс практически завершается к 00С, хотя полная дегидратация происходит вплоть до 0С. ОН групп, а затем происходит частичное удаление и этих групп. Вследствие дегидратации происходит постепенная кристаллизация ТЮг с образованием анатаза, которая, как правило, завершается при температуре 00С , , ,. При термообработке выше 0С анатаз переходит в рутил, при этом объм кристаллической ячейки уменьшается от до ,4 А3 . Температура фазового перехода анатаза в рутил зависит от содержания в нем примесей анионного и катионного характера. Например, для образцов диоксида титана, полученных из хлористых или азотнокислых солей, и содержащих примеси ионов хлора или нитратионов, образование рутила регистрируется уже при температуре 0 С, а для образцов, содержащих примеси сульфатионов при температуре выше 0 С , , , , а фосфатионов при температуре выше 0С , .