Синтез каталитически активного сульфатированного оксида циркония по аэрогельной технологии, страница 10

Другой характерной особенностей наблюдаемых зависимостей является относительно низкая активность образцов с малым количеством серы и то, что их активность, проявляющаяся уже при относительно невысоких температурах прокалки,  очень слабо меняется с ростом этой температуры в исследованном диапазоне. Этот результат не представляется слишком удивительным в свете того, что температуры прокалки 500°C достаточно для кристаллизации образцов с низким содержанием серы, а удаление оставшихся поверхностных сульфатов происходит при достаточно высоких температурах.

В то же время, исходя из полученных нами данных, представляется, что оформление кристаллической фазы является необходимым условием для появления каталитической активности. Так образец CP23-550, который по данным РФС оставался рентгеновски аморфным, не обладал каталитической активностью, которая возникала только после прокалки при температуре 600°C, сопровождавшейся кристаллизацией с появлением тетрагональной фазы ZrO2. Образцы с меньшим изначальным содержанием серы, в которых тетрагональная кристаллическая структура наблюдалась после прокалки при температуре 550°C, проявляли и каталитическую активность. С другой стороны, нельзя исключить и случайного совпадения, связанного с тем, что именно при этих температурах наблюдалось удаление сверхмонослойных сульфатов, закрывающих поверхность и препятствующих формированию активных центров.

Аналогичные тенденции можно проследить и для образцов серии AP (рис. 3.57). Правда, здесь большая часть избыточных сульфатов была инкапсулирована в объем первичных частиц оксида циркония, поскольку его осаждение проводилось в присутствии серной кислоты, в отличие от других методов приготовления, где сульфаты остаются, главным образом, на их поверхности. В связи с этой особенностью данного метода приготовления, максимальная активность образцов даже с наибольшим номинальным содержанием серы наблюдалась при температуре прокалки 600°C, достаточной для удаления большей части имеющихся сверхмонослойных сульфатов. Кроме того, прокалки при температуре 550°C, приводящей к формированию тетрагональной фазы ZrO2 на всех исследованных образцах, было достаточно и для появления каталитической активности. Обращает на себя внимание также то, что после прокалки при температуре 700°C активности всех образцов, за исключением AP5, активность которого была низка при всех температурах прокалки, оказались весьма близки. Такая термообработка приводит к удалению всех избыточных и части активных сульфатов и в значительной степени нивелирует различия в исходном количестве сульфатов. Количество и свойства оставшихся сульфатов были примерно одинаковы, и, как отмечалось выше, эти образцы имели также очень близкие удельные поверхности.

Из всех образцов серии IAP влияние температуры прокалки на каталитическую активность было изучено только для образца IAP15 (рис. 3.58). Как было показано в §3.2.3, после прокалки при температуре 600°C этот образец демонстрировал несколько меньшую каталитическую активность, чем IAP8-600, т.к. в этих условиях на нем сохранялась некоторое количество избыточных сульфатов. Полученные данные по влиянию температуры прокалки на активность этого образца хорошо согласуются с этим выводом, т.к. максимальная активность была на нем достигнута после прокалки 650°C. Прокалка же при более высокой температуре 700°C также как и на образцах, приготовленных другими методами, приводила к значительному падению активности.