Реакционная способность и каталитические свойства нанокристаллической системы VOx.MgO

• Автор: Ильина, Екатерина Владимировна
• Шифр специальности: 02.00.15
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 120 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Список обозначений и сокращений
Введение
ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
1.1. Методы синтеза нанокристаллического MgO
1.1.1. Приготовление MgO-СР (Conventional Preparation)
1.1.2. Приготовление MgO методом осаждения
1.1.3. Приготовление MgO термическим разложением солей
1.1.4. Приготовление MgO-АР (Aerogel Preparation)
1.2. Методы синтеза ванадийсодержащих систем
1.2.1. Методы пропитки и прививки
1.2.2. Соосаждение и гидротермальный синтез
1.2.3. Золь-гель метод и цитратный метод
1.3. Структурные особенности ванадий-магниевых катализаторов
1.4. Разложение галогензамещенных углеводородов
1.4.1. Каталитическое разложение фреонов
1.4.2. Деструктивная сорбция галогензамещенных углеводородов
1.5. Получение легких олефинов
1.5.1. Мировой спрос на олефины и традиционные методы их получения
1.5.2. Окислительное дегидрирование углеводородов
ГЛАВА 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
2.1. Метод синтеза аэрогельных VOxMgO
2.2. Экспериментальные методики
2.2.1. Исследование процесса деструктивной сорбции CF2CI2
2.2.2. Тестирование каталитической активности
2.3. Физико-химические методы анализа

ГЛАВА 3. ПРИГОТОВЛЕНИЕ И ХАРАКТЕРИЗАЦИЯ
АЭРОГЕЛЬНЫХ СИСТЕМ
3.1. Синтез нанокристаллических УОх4МО систем
3.1.1. Приготовление аэрогельных УМ§(ОН)х гидроксидов
3.1.2. Дегидратация аэрогельных УМ§(ОН)х гидроксидов
3.1.3. Синтез дисперсных ванадатов МДУОДг и М§2У207
3.2. Исследование структуры и морфологии аэрогельных систем
3.2.1. Рентгенофазовый анализ
3.2.2. Сканирующая электронная микроскопия
3.2.3. Просвечивающая электронная микроскопия
3.2.4. Ядерный магнитный резонанс
3.2.5. Электронный парамагнитный резонанс
3.2.6. Электронная спектроскопия диффузного отражения
3.3. Синтез нанесенных оксидных систем УОхОУО/у-АЬОз
ГЛАВА 4. ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ФРЕОНА-12 С М«дО И СИСТЕМАМИ
НА ЕГО ОСНОВЕ
4.1. Реакционная способность нанокристаллического оксида магния
в реакции разложения фреона
4.2. Влияние ванадия на реакционную способность оксида магния
ГЛАВА 5. ОКИСЛИТЕЛЬНОЕ ДЕГИДИРОВАНИЕ АЛКАНОВ
5.1. Окислительное дегидрирование пропана
5.2. Окислительное дегидрирование этана
ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
СПИСОК ОБОЗНАЧЕНИЙ И СОКРАЩЕНИЙ
В работе использованы следующие сокращения, принятые в научной литературе:
f MgO-AP - нанокристаллический оксид магния (Aerogel Preparation)
•S MgO-CP - оксид магния, полученный осаждением (Conventional
Preparation)
S Р - давление, атм.
•/ Т - температура, °С
S 8уд - удельная поверхность, м2/г
S БЭТ - метод, положенный в основу измерения удельной поверхности,
названный по инициалам его авторов (Брунауэр, Эммет, Теллер)
S СЭМ - сканирующая электронная микроскопия
•S ПЭМ - просвечивающая электронная микроскопия
S EDX - энергодисперсионный анализ
S РФА - рентгенофазовый анализ
•S РФЭС - рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия
S ЯМР - ядерный магнитный резонанс
S ЭПР - электронный парамагнитный резонанс
S ЭСДО - электронная спектроскопия диффузного отражения
•S ТЕОМ - гравиметрический импульсный микроанализатор (Tapered
Element Oscillating Microbalance)
S ДИП - детектор ионизации пламени
•S ОКР - область когерентного рассеяния
S X - конверсия, %
S S - селективность, %
•S Y - выход, %
•S ОДП - окислительное дегидрирование пропана
S ОДЭ - окислительное дегидрирование этана
S TEA - триэтиламин
S м.д. - миллионные доли
S ТГ - термогравиметрия
S ДТГ - дифференциальная термогравиметрия
S ДСК - дифференциальная сканирующая калориметрия

(А) Реакция с
г оу*

2 0,У5+
Ох/3+ {ОхУ4 +-02-}
О V41
—2 ► 0„У5+=0 + О „У54—О“
оху4+ —2_* {0хУ34~-02-}
О V3"
—» оу-о- + оу4'-о-
О V44
- 2 0У5*--0'-
(В) Реакция с 1120

Оху3+ 2—* 0ХУ®4=0 + ы2
о.у5+=о ОхУ3* ... оу*+=0 +охУ44
Рис. 1.6. Предполагаемые пути для реокисления О.У3+ и 0ХУ4+ при использовании 02 и Ы20 [70].
Молекулярный иод используют в качестве гомогенного катализатора при окислительном дегидрировании различных углеводородов [75, 76]. Иод является значительно более активным дегидрирующим агентом, чем кислород. Окислительное дегидрирование с применением 12 может представлять практический интерес, если оно сочетается с эффективным процессом регенерации иода. Израсходованный иод может быть возобновлен, например, окислением образующегося Ш кислородом или улавливанием йодистого водорода твердыми акцепторами, к примеру, окислами металлов, с образованием соответствующих иодидов. Иодиды металлов при нагревании в токе воздуха легко разлагаются с выделением элементарного иода [77]. Высокая избирательность гетерогенных катализаторов в присутствии иодсодержащих соединений связана с инициированием радикальных стадий дегидрирования атомами иода, адсорбированными на поверхности катализатора, а также способностью Н1 ингибировать образование нестабильных алкильных радикалов в объеме и тем самым снижать долю деструктивных гомогенных стадий процесса.