Диагностика локальной структуры катализаторов на основе Cr2O3 с использованием добавок мессбауэровских 5s5p-элементов

• Автор: Морозова, Наталья Игоревна
• Шифр специальности: 02.00.15, 02.00.21
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 106 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1. Возможности мессбауэровской спектроскопии для каталитических исследований

1.1.1. Основные параметры мессбауэровских спектров.

1.1.2. Применение мессбауэровской спектроскопии в гетерогенном катализе.

1.1.2.1. Применение мессбауэровской спектроскопии ,Бп в гетерогенном катализе.

1.1.2.2. Применение изотопов других 5.5элементов для исследования гетерогенного катализа с помощью мессбауэровской спектроскопии.
1.1.2.3. Применение метода мессбауэровского диамагнитного зонда в гетерогенном катализе.
1.2. Каталитические свойства оксидов хрома III и алюминия в превращениях изопропанола и окислении монооксида углерода

1.2.1. Превращения изопропанола на оксидах хрома III и алюминия

1.2.1.1. Механизм превращений изопропанола
1.2.1.2. Каталитические свойства Сгз в превращениях изопропанола
1.2.1.3. Каталитические свойства А0з в превращениях изопропанола
1.2.1.4. Каталитические свойства смешанных оксидов Сг3А0з в превращениях изопропанола.
1.2.2. Окисление монооксида углерода на оксидных катализаторах.
1.2.2.1. Адсорбция кислорода на оксидных катализаторах
1.2.2.2. Адсорбция монооксида и диоксида углерода на оксидных катализаторах.
1.2.2.3. Механизм реакции окисления .монооксида углерода
на оксидных катализаторах.
Глава 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ.
2.1. Приготовление катализаторов
2.2. Мессбауэровская спектроскопия
2.3. Методика каталитических экспериментов
2.4. Методика исследования состояния катализатора после реакции
2.5. Определение удельной поверхности образцов
2.6. Рентгенофазовый анализ.
2.7. Рентгеноэлектронная спектроскопия
Глава 3. РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
3.1. Влияние малых добавок олова, сурьмы и теллура на поверхности Сг3 на каталитические свойства в превращении изопропанола
3.2. Механизм влияния малых добавок катионов олова, сурьмы и теллура в объеме Сгз на каталитические свойства в реакции дегидратации изопропанола.
3.3. Влияние малых добавок катионов олова, сурьмы и теллура на каталитические свойства Сгз в реакции окисления монооксида углерода.
3.4. Мессбауэровская диагностика распределения компонентов в смешанном оксиде 9А А и исследование каталитических свойств в реакции окисления монооксида углерода.
ВЫВОДЫ.
ЛИТЕРАТУРА


Особенно информативным оказывается применение диамагнитной примеси для изучения магнитно упорядоченных систем, поскольку значения наблюдаемых магнитных полей на ядре диамагнитного зонда зависят от его локального катионного окружения в кристаллической структуре. Кроме того, хотя мессбауэровская спектроскопия в классическом варианте не является поверхностночувствительным методом, в методе мессбауэровского диамагнитного зонда появляется возможность избирательного введения зонда непосредственно на поверхность частиц катализатора, что позволяет сравнить состав и структуру локального окружения мессбауэровского атома, а также его колебательные свойства на поверхности и в объеме. Появляющаяся в этом случае возможность различать локализацию зондовой добавки на рахзном расстоянии от поверхности, чувствительность параметров сверхтонкого взаимодействия к наличию дефектов например, катионным вакансиям и различных хемосорбированных форм в ближайшем окружении зонда позволяют в ряде случаев эффективно контролировать процессы, протекающие непосредственно на поверхности катализатора 1. С другой стороны, добавки, которые могут быть как промоторами, так и, напротив, каталитическими ядами, способны существенно изменять функциональные свойства гетерогенных катализаторов. Это предопределяет важность изучения особенностей примесных центров, а также процессов, способных вызывать изменения в распределении примесных атомов относительно поверхности. Целью настоящей работы явилось выявление возможностей метода мессбауэровского диамагнитного зонда в исследовании катализаторов и каталитических процессов, а также установление корреляции между мессбауэровскими параметрами диамагнитных зондов в структуре катализаторов и их каталитическими свойствами. Ьп , ЬЬ , Те и оп , ао , Те . СО кислородом, имеющее важное экологическое значение. Сгз и СгзА0з в модельных реакциях. ГЛАВА 1. Успехи применения мессбауэровской спектроскопии для исследования катализа связаны с возможностью разносторонней диагностики электронного состояния и структуры локального окружения мессбауэровского атома, а также его динамических характеристик. Параметры спектров позволяют подробно охарактеризовать химическое состояние мессбауэровских атомов, в том числе при проведении измерений широком интервале температур и в различных газовых средах, т. Метод эффективен для выявления влияния особенностей структуры катализатора на каталитический процесс. В основе мессбауэровской спектроскопии лежит эффект Мессбауэра испускание и поглощение улучей ядрами в твердом веществе без потерь части энергии излучения на отдачу 3. При этом испускаемые распадающимся ядром улучи характеризуются очень узким распределением по энергии эВ, вследствие чего относительное энергетическое разрешение является рекордно высоким. Это позволяет фиксировать тонкие изменения энергии ядсрных энергетических уровней, вызванные взаимодействием мессбауэровского ядра с окружающими его электронами. Энергию испускаемых уквантов модулируют за счет эффекта Допплера, т. Е энергия мессбауэровского уперехода, знак соответствует движению источника навстречу поглотителю. Мессбауэровский спектр поглощения обычно представляет собой зависимость числа уквантов, прошедших через поглотитель и зарегистрированных детектором, от скорости движения источника. Для получения полной картины резонанса, как правило, достаточны скорости движения источника порядка нескольких миллиметров в секунду. Значение фактора зависит от температуры, характера химической связи, кристаллической структуры вещества, от соотношения числа резонансных ядер в объеме и на поверхности частиц степени дисперсности частиц вещества. Существование дальнего порядка в структуре исследуемого твердого вещества не является обязательным условием для возможности наблюдения эффекта Мессбауэра. Поэтому мессбауэровскую спектроскопию можно использовать для изучения аморфных и частично кристаллических систем. Метод мессбауэровской спектроскопии позволяет получать разнообразную информацию о состоянии электронной оболочки резонансного атома и структуре его окружения путем анализа электрических и магнитных взаимодействий ядра, проявляющихся в спектрах в виде химического сдвига, квадрупольного и магнитного расщепления ядерных уровней 4.