Структура и физико-химические свойства Ni и Fe содержащих катализаторов, приготовленных методом гетерофазного золь-гель синтеза

• Автор: Ермакова, Марина Алексеевна
• Шифр специальности: 02.00.15
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 161 с. : ил

Введение.

Глава 1. Обзор литературы.

1.1. Принципы зольгель синтеза с участием алкоксисиланов.

1.2. Применение зольгель синтеза для приготовления

дисперсных металлических систем.

Заключение

Глава 2. Общие экспериментальные методики и

методы исследования.

2.1 Приготовление гидролизата алкозоля

2.2. Используемые аналитические методики и оборудование.

Глава 3. Приготовление дисперсных никслькремнеземных систем методом гстерофазного зольгель синтеза и исследование их физикохимических и каталитических свойств
3.1. Введение.
3.2. Методика гстерофазного зольгель синтеза никслькремнеземных систем.
3.3. Результаты и обсуждение
3. 3. 1. Оксидные предшественники никеля.
3. 3. 2. ИКспектроскопическое изучение оксидных
3. 3. 3. Изучение восстановленных МЮ8Ю2 систем
3. 3. 4. Сравнение каталитической активности изучаемых ЫЮ2 систем в реакции гидрирования бензола
3.4. Выводы к главе 3.
Глава 4. Катализаторы для процесса прямого крекинга метана.
4.1. Никелевые катализаторы.
4.1.1. Введение.
4.1.2. Методика эксперимента
4.1.3. Результаты и обсуждение
.
.
.
.
.
.
.
.
4.1.3.1 Влияние взаимодействия компонентов и размера никелевых кристаллитов в никслькремнезсмных катализаторах
на их поведение в реакции разложения метана.
4.1.3.2. Влияние химической природы текстурного
промотора в никелевых катализаторах на выход углерода.
4.1.3.3. Влияние температуры реакции на время жизни
8К2 катализатора
4.1.3.4. Влияние концентрации никеля в катализаторе на
прочность образующихся углеродных гранул
4.1.3.5. Изучение методами рентгенографии эволюции каталитических никелевых наночастиц в процессе образования
иаиоволокпистого углерода из метана.
4.1.3.6. Катализаторы, приготовленные методом
сплавления солей
4.2. Железные катализаторы
4.2.1. Введение.
4.2.2. Методика эксперимента
4.2.2.1. Приготовление катализаторов.
4.2.2.2. Тестирование катализаторов
4.2.3. Результаты и обсуждение
4.2.3.1. Влияние условий приготовления предшественника активного компонента, его текстуры и температуры реакции на
выход углерода
4.2.3.2. Влияние промотирующих добавок трудновосстанавливаемых оксидов к железу на выход углерода
в реакции разложения метана.
4.2.3.3. Влияние химической природы грудновосстаиавливаемого оксида на морфологию и структуру
нановолокнистого углерода
4.2.3.4 Особенности образования углеродных нановолокон из метана на железных катализаторах
4.2.4. Выводы к главе
Глава 5. Приготовление носителей и катализаторов методом зольгель копирования углеродных
материалов
5.1. Введение.
5.2. Экспериментальная часть
5.3. Результаты и обсуждение
5.3.1. Влияние текстуры исходных углеродных матриц на
текстуру получаемого ксерогеля i
5.3.2. Исследование углеродных матриц и полученных с их
помощью силикагелей методом ЭМ
5.3.3. Влияние концентрации i2 в гидролизате на
текстурные характеристики силикагелей.
5.3.4. Влияние некоторых примесей в составе углеродных
матриц на текстуру получаемых силикагелей.
5.3.5. Влияние температурной обработки на текстурные характеристики силикагеля, полученного с использованием в
качестве матрицы нановолокнистого углерода
5.4. Каталитические свойства ii аэрогслей в реакции
прямого окисления сероводорода в серу.
5.4.1. Окисление 2 в стехиометримических условиях
5.4.2. Окисление 2 в условиях избытка кислорода
5.5. Выводы к главе 5.
Литерагура.
Введение


Рост частиц можно схематично описать следующим образом. Рис. В результате броуновского движения мономеры сталкиваются с другими мономерами или кластерами, к которым они прикрепляются с определенной вероятностью в данном случае это связано со скоростью конденсации. Конечный кластер двигается также по броуновской траектории, но со скоростью обратно пропорциональной корню из массы сталкивающихся и слипающихся друг с другом мономеров или кластеров. Изза того, что мономеры расходуются в результате конденсации и i образуются в результате деполимеризации, они, в конечном счете, исчерпываются, и остаются только кластеры. Изза стерических и кинетических затруднений кластеры не способны проникать друг в друга и конденсироваться, полностью заполняя объем. Компьютерное моделирование показывает, что такой процесс роста приводит в результате к довольно слабо разветвленным структурам, характеризующимся массовой фрактальной размерностью 2,. Таким образом, кинетика поведения ТЭОС в кислых средах, в присутствии стехиометрического или субстехиометрического количества воды описывается при помощи модели кластер кластер взаимодействие. Такого рода объекты принято называть фрактальными кластерами. Они имеют рыхлую ветвистую структуру, несущую информацию о целом комплексе физических явлений, сопровождающих ассоциацию близких по размеру твердых наноразмерных частиц в неупорядоченных системах . Р 2 , где Р наклон Порода, масса фрактальной величины, поверхность фрактальной величины. II 2, Р 2 , . Выше изоолектрической точки рН2, кислые силанольные группы депротонируются. Реакции конденсации зависят от кислотности силикатных реактан гов. Когда ОН или ОН замещаются па 1, уменьшение электронной плотности на увеличивает кислотность протонов на оставшихся силанольных группах. Поэтому в этой области и в условиях избытка воды реакции протекают по механизму Айлера, а именно, благоприятны реакции между большими высокоразветвленными видами, которые содержат кислые силанолы и меньшими, менее разветвленными полимерами. Максимальная скорость конденсации достигается при нейтральной , когда существуют в значительных концензрациях, как протонированные, так и депротоннрованные силанольные группы. Минимальная скорость конденсации наблюдается в изоэлектрической точке 2. Таким образом, в растворах аякоксисиланов в условиях избытка воды в кислых условиях, а также в щелочных условиях, образуются и растут сферические частицы нефрактальные объекты, то есть процесс аналогичен поведению монокремневой кислоты в водных растворах. Поэтому уместно привести схему полимеризации кремнезема, предложенную Айлером Рис. Монокрсмневая кислота растворима в воде и стабильна при С, если концентрация кремнезема в растворе не превышает 0. Связывание частиц в разветвленные цепи, сетки и, наконец, гели. При этом Айлер разделил процессы полимеризации приблизительно на три области 2, и 7. Рис. Полимеризация кремнезема. В кислом растворе А частицы агрегируются в пространственные сетки и образуют гели рисунок взят из . Повидимому, 2 является граничной изза точки нулевого заряда и изза изоэлектрической точки, где электрическая подвижность кремнеземных частиц близка к нулю. Обе эти точки находятся в области , и характеризуются минимальной скоростью гслеобразования. В кислой области частицы кремнезема несут незначительный ионный заряд и, следовательно, могут сталкиваться друг с другом. Образование геля при этом происходит за счет агрегации или флокуляции частиц. При концентрации кремнезема выше 1 процесс агрегации начинается сразу же вслед за формированием самых первых маленьких частиц, включая также и олигомеры. Область 1, характеризуется максимальной по времени устойчивостью золей. В области быстро образуются частицы, которые сразу же агрегируют и превращаются в гель. Данная область это область минимальной устойчивости золей. В области полимеризация происходит но механизму бимолекулярной нуклеофильной конденсации, включающему атаку гидролизованными анионными видами нейтральных видов уравнение 5. Ю в присут ствии.