Физико-химические и каталитические свойства катализаторов на основе алюминатов состава MAl12O19

• Автор: Бухтиярова, Марина Валерьевна
• Шифр специальности: 02.00.15
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 146 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР.

1.1 Физикохимические свойства гексаалюминатов.

1.1.1 Методы получения систем на основе гексаалюминатов

1.1.2 Кристаллическая структура гексаалюминатов

1.1.3 Фазовый состав и структурные особенности гексаалюминатов

1.1.3.1 Фазовый состав незамещенных гексаалюминатов

1.1.3.2 Фазовый состав замещенных гексаалюминатов

1.1.4 Текстурные характеристики гексаалюминатов

1.1.5 Окислительновосстановительные свойства замещенных

гексаалюминатов
1.2 Каталитические свойства гсксаалюминатов
1.2.1 Реакция окисления метана.
1.2.2 Реакция окисления аммиака
1.2.3 Реакция разложения закиси азота
1.3 Выводь из литературного обзора
ГЛАВА 2 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
2.1 Методика приготовления образцов
2.2 Методы исследования образцов.
2.3 Методы исследования каталитических свойств образцов
2.3.1 Реакция переэтерефикации рапсового масла метанолом.
2.3.1.1 Реактор периодического действия
2.3.1.2 Установка проточного типа
2.3.1.3 Определение содержания триглицеридов.
2.3.2 Реакция окисления метана.
2.3.3 Реакция селективного каталитического восстановления оксида азота
аммиаком.
2.3.3.1 Методика проведения ЫЩТПД.
2.3.3.2 Методика проведения КНзТПР
ГЛАВА 3 ФАЗОВЫЙ СОСТАВ, ТЕКСТУРА, КИСЛОТНООСНОВНЫЕ И
КАТАЛИТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА НЕЗАМЕЩЕННЫХ МА12О9 АЛЮМИНАТОВ В РЕАКЦИИ
ПЕРЕЭТЕРИФИКАЦИИ РАПСОВОГО МАСЛА
3.1. Химический и фазовый состав МАО М Бг, Ва, Ьа
3.2 Текстурные характеристики незамещенных алюминатов
3.3 Поверхностная кислотность и основность незамещенных
алюминатов.
3.4 Каталитические свойства незамещенных алюминатов в реакции
переэтсрификации рапсового масла метанолом
3.5 Заключение к главе 3
ГЛАВА 4 ЗАМЕЩЕННЫЕ АЛЮМИНАТЫ СТРОНЦИЯ ФАЗОВЫЙ
СОСТАВ, ТЕКСТУРА, ОКИСЛИТЕЛЬНО
ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫЕ И КАТАЛИТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА В РЕАКЦИЯХ ОКИСЛЕНИЯ МЕТАНА И СЕЛЕКТИВНОГО КАТАЛИТИЧЕСКОГО ВОССТАНОВЛЕНИЯ ОКСИДА АЗОТА АММИАКОМ
4.1 Физикохимические свойства Мп,Резамещенных алюминатов
4.1.1 Химический и фазовый состав замещенных алюминатов стронция.
4.1.2 Текстурные характеристики замещенных алюминатов
4.1.3 Окислитслыювосстановительные свойства замещенных
алюминатов.
4.1.4 Химическое состояние и поверхностные концентрации компонентов
в МпТсзамещенных алюминатах.
4.1.5 Реакция окисления метана.
4.2. Физикохимические свойства СеЛУзамещенных алюминатов
4.2.1 Химический и фазовый состав Сс,замсщенных алюминатов
стронция
4.2.2 Текстурные характеристики Се,Узамсщснных алюминатов
4.2.3 Поверхностное распределение и состояние компонентов в Се,У
замещенных алюминатах стронция
4.2.4 Реакция селективного каталитического воссшновсиия СКВ оксида
азота аммиаком
4.2.4.1 Темпсратурнопрограммированная десорбция аммиака.
4.2.4.2 Температурнопрограммированная реакция аммиака.
4.3 Заключение к главе 4
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


При этом молярное соотношение нитратов и кислоты составляет 11. Для нейтрализации раствора к нему добавляют водный раствор аммиака до 7. После чего раствор нагревают при постоянном перемешивании и выпаривают с образованием вязкого геля. Повышение температуры до 0С приводит к самовоспламенению геля и образованию порошка, который в последствии прокаливается при различных температурах. Таким образом, показано , , что для гексаалюминатов, синтезируемых керамическим методом, полнота взаимодействия компонентов достигается при высоких температурах С. При этом образцы характеризуются низкой величиной удельной поверхности. Следует отметить, что метод СВС также способствует формированию образцов с высокой удельной поверхностью и может быть использован для синтеза гексаалюминатов, однако вследствие невозможности контроля температур при указанном синтезе делает этот метод менее востребоващщш. Поэтому более перспективным является синтез катализаторов, основанный на осаждении компонентов водным раствором карбоната аммония, поскольку при таком способе обеспечивается высокая гомогенность композиции, полнота взаимодействия достигается при относительно низких температурах, что способствует формированию более дисперсных образцов. Согласно , , гексаалюминаты можно представить общей формулой МА2О, где М щелочно или редкоземельный элемент. Гексаалюминаты характеризуются высокой термической стабильностью, которая обусловлена уникальной слоистой структурой, состоящей из АЬОзшпинелыюго блока, встроенного между плоскостями симметрии, в которых расположены большие катионы, такие как Ва, Бг, Ьа и т. Гсксаалюминаты могут иметь структуру магнетоплюмбита А Са, 8г, Ьа или рАЬОз М Ва, Ыа рис. Обе структуры состоят из слоистого шпинельного блока А1цОбГ, разделенного плоскостями симметрии М0 и М2Аз Образование соответствующей структуры зависит от радиуса и валентности большого катиона М. Минеральный магнетоплюмбит РЬГеО является прототипом большого класса соединений с общей формулой М2В29. Изоструктурпые гексаалюминаты образуются при замещении ионов Ре0 ионами А1,т, а также ионов РЬ2 ионами либо щелочно, либо редкоземельных элементов такого же радиуса. Ионы Са2 или 8г2 образуют стехиометрические соединения. При замещении иона РЬ2 трехвалентным ионом лантанида формируется нестехиометрическая, высоко дефектная структура. Элементарная ячейка структуры магистоплюмбита состоит из двух шпинельных блоков, разделенных плоскостью, в которой расположены катионы С а2 или Бг2, А и три нона кислорода, а в структуре РЛОз в плоскости симметрии присутствует катион Ва2 и один ион кислорода , . В свою очередь, системы, в которых алюминий полностью замещен железом, т. М, в которой три иона железа координированы октаэдрически, один ион железа тетраэдричсски, и сщ один расположен в три тональной бипирамидс . Фазовый состав незамещенных гексаалюминатов. Известно, что фазовый состав гексаалюминатов определяется как методом приготовления, гак и температурой обработки. Согласно , для гексаалюминатов, приготовленных керамическим методом, формирование фазы гексаалюмината полностью завершается лишь при С и проходит через промежуточную фазу ВаАЬО Образованию фазы гексаалюмината способствует фазовый переход уАОз аЛ0з, который происходит при температуре С. Похожие результаты получены для гексаалюмината бария при приготовлении его методом осаждения с использованием в качестве осадигеля карбоната аммония на стадии осаждения образуются высокодисперсныс гидроксокарбонаты, гидроксиды и, возможно, карбонаты бария и алюминия, термическая обработка которых при 0С приводит к формированию высокодисперсного псевдобсмита, аморфного Васодсржащсго соединения и следов ВаСОз. Сопоставление термического генезиса псевдобемига и Васодержащего образца показало, что постепенное повышение температуры до 0С приводит к последовательному фазовому переходу у 0 а в случае А0з для Васодержащего образца фазовых переходов А0з не наблюдается, лишь формируется фаза ВаА после обработки при 0С. Образование ВарЛОз начинается при С.