Кислотные свойства стекловолокнистых и тонкопленочных силикатных катализаторов

• Автор: Глазнева, Татьяна Сергеевна
• Шифр специальности: 02.00.15
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 141 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. Литературный обзор б

1.1. Типы кислотных центров катализаторов б

1.2. Методы измерения кислотных свойств катализаторов

1.2.1. Методы титрования

1.2.2. Адсорбция и термопрограммируемая десорбция оснований

1.2.3. ИКспектроскопия ИКС

1.2.4. Методы ядерного магнитного резонанса ЯМР

1.2.5. Рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия

1.2.6. Определение кислотности по каталитической активности

1.2.7. обмен для характеризации бренстедовской кислотности
1.3. Стекловолокнистые материалы
1.3.1. Стекла
1.3.2. Стекловолокна
1.4. Гонкие пленки для технологии микрорсактора
1.5. Заключение и постановка задач исследования
ГЛАВА 2. Экспериментальная часть
2.1. Исследованные образцы
2.1.1. i и цеолиты 1I5
2.1.2. Стекловолокнистые материалы
2.1.3. Мсзопористые силикатные пленки
2.2. Методики измерения кислотности
2.2.1. ИКСизмерение кислотности цеолита
по низкотемпературной адсорбции СО
2.2.2. Изучение адсорбции аммиака на стекловолокнах
2.2.3. Методика каталитического эксперимента
2.2.4. ИКСизмерение кислотности силикатных пленок
по низкотемпературной адсорбции СО
2.2.5. Методика проведения экспериментов I
2.3. Исследование диффузии i i, основанное на методе ИКС
2.4. Измерение диффузии Н на стекловолокиистых материалах
ГЛАВА 3. Исследование кислотных свойств стекловолокнистых катализаторов
3.1. Измерение кислотности образцов сравнения
3.2. ИКСДО адсорбированного ЫНз для стекловолокон
3.3. Реакция дегидратации изопропилового спирта
3.3.1. Механизм реакции дегидратации изопропилового спирта
3.3.2. Каталитическая активность стекловолокнистых материалов
по данным ПЦУ
3.3.3. Дезактивация и регенерация стекловолокнистых катализаторов
3.3.4. Диффузия молекул изопропанола в стекловолокнах
3.4. НЮ обмен в смеси Н2Р2 на стекловолокнистых катализаторах
3.4.1. М оделирование результатов
3.4.2. Измерение бренстедовской кислотности образцов сравнения
методом НЮ обмена
3.4.3. Определение бренстедовской кислотности стекловолокнистых материалов методом НЮ обмена
3.5. Заключение
ГЛАВА 4. Исследование кислотных свойств мезопористых силикатных плепок
4.1. Мсзопористыс силикатные пленки на стеклянной подложке
4.1.1. Оптимизация процедуры приготовления пленок
4.1.2. Предварительное исследование
4.1.3. ИКСДО адсорбированного СО
4.2. Мезопористые силикатные пленки на металлической подложке
4.2.1. Предобработка носи теля
4.2.2. Оптимизация процедуры удаления темплата
4.2.3. Предварительное исследование
4.2.4. ИКСДО адсорбированного СО ИЗ
4.3. Заключение
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ВЫВОДЫ
БЛАГОДАРНОСТИ
ЛИТЕРАТУРА


Однако, поскольку коэффициенты активности частиц на поверхности твердого катализатора неизвестны, функции кислотности II термодинамически строго не определены. Тем не менее, они полезны как относительные и как абсолютные величины, хотя изза указанных ограничений преувеличивать их точность не следует 9. В случае твердых кислот и оснований взаимное влияние локализованных на поверхности кислотных и основных центров не играет такой существенной роли, как в растворах. Поэтому для гетерогенных кислотноосновных катализаторов Ншкалу рассматривают как меру силы кислотных и основных центров, не зависящую от количества этих центров. Ка рКвн. БКЦ 3 предположение о равенстве рКа индикатора в растворе и на поверхности катализатора
Силу кислотных центров определяют по изменению цвета адсорбированного основного индикатора визуально или с использованием УФспектпоскопии . С помощью набора индикаторов определяют интервал, где индикатор с рКп0 меняет цвет, а индикатор с рК02 нет i Н0 рКа2, считая, что Н0 сила БКЦ. Количество БКЦ определяю путем титрования суспензии катализатора в гексане нбутиламином в присутствии разных индикаторов. Последовательно варьируя индикаторы, определяют количество центров с силой Н0 рКа и получают распределение кислотных центров по силе 2. При использовании индикаторного метода необходимо учитывать, что данный метод определяет сумму бренстедовских и льюисовских кислотных центров. Следует отметить непригодность индикаторного метода для исследования кислотных свойств микропористых катализаторов например, цеолитов, поскольку основания не способны проникать в их поры 2. В работах , была обозначена проблема достижения равновесия между основной и протонированной формами индикатора на поверхности, и позднее, в работе доказано, что это равновесие вообще не устанавливается. Тем не менее, индикаторным методом удается получать правильные ряды силы кислотных центров. Противоречие с отсутствием равновесия объясняется следующим образом. Известно, что протонизация молекулы протекает в две стадии сначала образование Нкомплекса и далее, ионной пары. При отсутствии адсорбционного равновесия изменение окраски индикатора определяется долей молекул основанияиндикатора, адсорбированного на кислотных центрах в виде ионных нар. Равновесие между Нкомплексами и ионными парами устанавливается за счет быстрого и обратимого перехода протона от кислотного остатка БКЦ к молекуле основания и не связано с равновесием адсорбции. Для преодоления указанных выше ограничений был разработан метод калориметрического титрования твердых кислот аминами . Однако, в работах , было показано, что в данном методе существуют неопределенности, связанные с тепловыми эффектами которые обусловлены существованием не только кислотноосновных взаимодействий. Также было показано, что может происходить перенос более одного протона. Адсорбция летучих аминов, таких как аммиак, пиридин, нбутиламин, хинолин и др. После адсорбции основания откачивают его избыток, физадсорбированный на поверхности. То количество основания, которое остается на поверхности, считается химически адсорбированным, и является мерой общего количества кислотных центров. Распределение центров но силе определяют прямыми калориметрическими измерениями теплота адсорбции основания при разных степенях покрытия поверхности или методом термопрограммируемой десорбции ТПД предварительно адсорбированного основания , . Впервые метод ТПД был предложен в работе , где было показано, что давление в вакуумной кювете пропорционально скорости десорбции с плоской поверхности, а также, что кривые десорбции можно использовать для расчета энергетических составляющих процесса адсорбции. Энергия активации десорбции сопоставима с теплотой адсорбции в случае, когда энергия активации адсорбции мала как в случае многих адсорбатов, и может быть оценена, исходя из температурного пика десорбции. Тт 1ор Ей2. ЯТт ЕсАпЯКо, где р линейная скорость на1рсва, Ат количество основания, адсорбированного при насыщении, К5 предэкслоиент в выражении скорости десорбции, Я газовая постоянная. Ь эмпирические константы, специфичные для данной твердой кислоты.