Феррито-хромитные шпинели с аномальными свойствами и их применение в качестве катализаторов

• Автор: Шабельская, Нина Петровна
• Шифр специальности: 05.17.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Новочеркасск
• Количество страниц: 162 с. : ил

1.1. Условия образования шпинелей IО

1.2. Кооперативный эффект ЯнаТеллера в шпинелях

1.2.1. Общее рассмотрение эффекта ЯнаТеллера

1.2.2. Янтеллеровские катионы в структуре шпинели

1.3. Физикохимические свойства шпинелей, содержащих янтеллеровские катионы

1.4. Выводы

1.5. I ель и задачи исследования ГЛАВА 2. МЕТОДИКА СИНТЕЗА, ИССЛЕДОВАНИЯ ШПИНЕЛЕЙ И

ХАРАКТЕРИСТИКА МАТЕРИАЛОВ

2.1. Синтез шпинелей

2.2. Исследование структуры твердых рас 1 воров шпинелей

2.2.1. Рентгенофазовый анализ шпинелей

2.2.2. ИКспекхрометрия образцов
2.2.3. ЯГРспекгрометрия шпинелей
2.2.4. Изучение структурных особенностей шпинелей методом температурнопрограммированного восстановления
2.3. Физические свойства шпинелей
2.4. Каталитические свойства шпинелей ГЛАВА 3. ФИЗИКОХИМИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ СИНТЕЗА
ФЕРРИТОХРОМИТНЫХ ШПИНЕЛЕЙ
3.1. Технологические особенности получения твердых
растворов со структурой шпинели в системах 2.x4 М Со, i, Си,
3.1.1. Синтез шпинелей по традиционной
керамической технологии
3.1.2. Синтез шпинелей по керамической технологии с добавлением хлорида калия
3.2. Механизм формирования структуры шпинелей и их твердых растворов
3.3. Выводы
ГЛАВА 4. ИССЛЕДОВАНИЕ СТРУКТУРЫ И ФИЗИКОХИМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ШПИНЕЛЕЙ В СИСТЕМАХ 2.x4 М Со, i, Си, И ii.xxi. xv, iixiv,.x.v4
4.1. Структура шпинелей в системах 2.i
М Со, i, Си, и ii.xx2v2i х у1, iixii.x.4
4.2. Структурные механизмы фазовых переходов в шпинелях, содержащих янтеллеровские катионы
4.2.1. Структурный механизм фазового перехода кубическая тетрагональная шпинель
4.2.2. Структурный механизм фазового перехода кубическая ромбическая шпинель
4.3. Пористость твердых растворов 2.xx
М i, Си, Со,
4.4. Электрические свойст ва шпинелей составов 2.xx М i, Со, и в сложной системе i4 i2 .,
4.5. Каталитические свойства шпинелей
4.6. Вывода
ГЛАВА 5. ОПЫТНОПРОМЫШЛЕННАЯ АПРОБАЦИЯ РАЗРАБОТ АНЫ X КАТАЛИЗАТОРОВ
5.1. Рекомендуемая технологическая схема производства медьникел ьхромового ка гал изатора в промышленности
5.2. Применение медьникелевого хромита в качестве катализатора гидрирования бутиндиола
5.3. Возможность применения разработанного катализатора для получения конденсированных газогенерирующих композиций
5.4. Выводы
6. ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
С1ГИСОК ЛИТЕРАТУРЫ ПРИЛОЖЕНИЯ
1. Координаты, смешения анионов в структурах шпинели и их фрагменты
2. Акт о рекомендации к промышленной апробации медь и кел ьхромового оке и дно го катал изатора
3. Акт испытаний катализатора состава Сио.ЧоСО, в синтезе бутандиола из бутиндиола
4. Акт о реализации результатов кандидатской диссертации Шабельской Н.П.
УСЛОВНЫ Е ОБОЗНАЧЕ1 И Я
А катионы, занимающие тетраэдрические пустоты в структуре шпинели а,Ь,с параметры элементарной ячейки кристалла, им
В катионы, занимающие октаэдрические пустоты в структуре шпинели С емкость, Ф
Сп, моляльная концентрация вещества, молькг
1 межплоскостное расстояние, нм
Е энергия активации, кДжмоль
частота, I ц
Ь толщина образца, см
I интенсивность,
К константа скорости реакции кубическая фаза Рст
I длина волны, им т масса, г а порядок отражения
К радиус катиона,нм сопротивление, Ом ромбическая фаза ЕсШ г удельное сопротивление, Ом м
площадь, см
Т абсолютная температура, К
Т тетрагональная фаза ат са
Т тетрагональная фаза , са
Тз тетрагонал ьная фаза , апк1, са I
тангенс угла диэлектрических потерь
V объем, см
х,у количество вещества компонента в твердом растворе, моль
5 изомерный химический сдвиг, ммс в диэлектрическая проницаемость
X параметр распределения параметр обращенности шпинели
р плотность, гсм т время, час
V волновое число, см
0 угол, рад
о удельная электропроводность, Ом 1 м
П пористость,
Пк кажущаяся пористость,
Вв масса образца, насыщенного водой в воде, г
Вн масса насыщенного водой образца на воздухе, г Вс масса сухого образца, г.
ВВЕДЕНИЕ


Работа выполнялась но плану фундаментальных НИР научного направления ЮжноРоссийского государственного технического университета Новочеркасского политехнического института Разработка теоретических основ ресурсосберегающих технологий новых тугоплавких неметаллических и силикатных материалов композиционных, керамических, стекломатериалов и вяжуших. ГЛАВА 1. ОКСИД,I, соли и гидроксиды соответствующих металлов. Типичные схемы получения оксидных систем представлены на рис. Наиболее распространены следующие способы синтеза. Приготовление шихты из порошкообразных оксидов керамическая технология рис 1. С, с последующим размолом, формованием и спеканием в течение часов при температуре 0С ,. Синтез шпинели по этому способу осуществляется при повышенных температурах и длительной термообработке. К достоинствам следует отнести экологичность производства, возможность точного кон фоля состава синтезируемых веществ. Рис. Приготовление шихты термическим разложением солей рис. Рис. Схема получения шпинелей термическим разложением солей В качестве исходных материалов применяются растворимые соли металлов, например, нитраты, сульфаты, хлориды и др. Каждую соль берут в необходимом количестве с погрешностью 0,1, помещают в тигель, содержащий мл воды на каждые 5 г соли, и постепенно нагревают до кипения. После испарения воды температуру повышают до 0С, чтобы удалить кристаллизационную воду. Полученный материал прокаливают под вытяжкой при 5С до прекращения выделения газов часа. Охлажденную смесь оксидов размалывают, прессуют под давлением 0 кгсм2 и обжигают в течение часов при температуре 0С. Недостатком этого способа является загрязнение окружающей среды продуктами разложения солей, большие затраты энергии для нагрева и выпаривания воды. Приготовление смеси оксидов методом осаждения солей и гидроксидов рис 1. Рис. Схема получения шпинелей осаждением солей и гидроксидов. Осаждение отдельных солей или их смесей из водных растворов производится карбонатом аммония, оксалатом аммония и т. Результатом осаждения бывают два вида продуктов соли и гидроксиды. Как правило, образцы готовят следующим образом. Берут заданные рецептурой количества солей и осадителя. Соли смешивают и растворяют в дистиллированной воде. Осадитель также растворяют в воде. Чтобы удалить механические примеси из растворов, их фильфуют. Осаждение производят, постепенно сливая растворы солей и осадителя и непрерывно перемешивая их. Осадок несколько раз промывают водой или слабым раствором осадителя для удаления растворимых примесей. Чистоту отмывки контролируют, проверяя раствор на содержание определенных ионов. В случае совместного осаждения всех компонентов осадок высушивают и нагревают до температуры, при которой разлагается наиболее термостойкая составная часть смеси. В результате разложения получается смесь оксидов. В условиях раздельного осаждения каждого из компонентов осадки высушивают и отмеряют в заданной пропорции, а затем тщательно перемешивают. После этих операций образцы прессуют и спекают при температуре 0С в течение часов. Одновременное совместное осаждение нескольких гидроксидов металлов с сохранением заданных соотношений представляет некоторые трудности вследствие ТОГО, ЧТО 1Г1Я полного осаждения каждого гидроксида требуется среда с определенной кислотностью. Совместное осаждение нескольких солей с целью получения смеси точно заданного состава не всегда возможно изза различной растворимости осажденных солей, зависящей от дисперсности осадка и концентрации образующихся растворимых солей, в особенности аммонийных. К достоинствам способа относится высокая гомогенность и реакционная способность смеси исходных оксидов. Во всех перечисленных случаях имеет место химическое взаимодействие в смеси кристаллических реагентов, которое обладает, как известно, существенной особенностью оно протекает на поверхности раздела сосуществующих фаз, т. Условно твердофазным синтезом называют процесс, проходящий без заметного участия жидкой и газовой фаз. Считается установленным фактом , что, если при какихлибо условиях реакция может протекать как без участия, так и с участием жидкой или газовой фаз, то в подавляющем большинстве случаев она идет по второму пути.