Эти данные хорошо согласуются с результатами по низкотемпературным аэрогелям SZ, приведенным в работе [7]. Там было показано, что аэрогели, содержащие 5 мол.% серы, не обладают каталитической активностью, а пик S=O колебаний в их спектрах ИК наблюдается в районе 1360см-1. Повышение концентрации серы до 10% приводило к сдвигу линии в спектрах ИК до 1375 см-1 и появлению каталитической активности. Необходимо заметить, что в активных образцах, приготовленных по классической методике, этот пик наблюдается в районе волновых чисел ³ 1400 см-1. Таким образом, эти данные прекрасно коррелируют с нашими наблюдениями о том, что введение больших количеств серы необходимо для генерирования каталитической активности аэрогелей SZ, а образующиеся поверхностные сульфаты являются более ионными, чем при применении других методов приготовления.
В спектрах образцов с еще большим количеством введенной серы наблюдается интенсивный пик при температуре 770°C. Этот пик, по-видимому, относится к разложению объемных сульфатов, включенных в структуру на стадии образования геля, а его присутствие мало сказывается на каталитической активности образцов. Более того, образец AP33-600 проявляет самую высокую активность в реакции изомеризации бутана из всех образцов этой серии. Следует заметить, что сульфаты с более высокими температурами разложения по-прежнему присутствуют в этих образцах в количествах сравнимых с AP23-600 (см. вставку на рис. 3.48).
Поскольку, согласно литературным данным, максимальная активность SZ катализаторов, приготовленных различными авторами, наблюдалась в диапазоне температур прокалки от 550 до 650°C, мы в своем исследовании влияния температуры прокалки на свойства катализаторов решили ограничиться несколько расширенным интервалом от 500 до 700°C.
На рисунке 3.49 приведена зависимость удельной поверхности образцов серии CP от температуры прокалки. Бросается в глаза то, что температура прокалки, при которой достигается максимальная удельная поверхность, увеличивается с ростом содержания серы. Если у образца CP2.5 удельная поверхность непрерывно уменьшается с ростом температуры прокалки в исследованном диапазоне, то у образца CP5 максимум наблюдается после прокалки при температуре 550°C, у образцов CP9 и CP17 – при температуре прокалки 600°C, а у образца CP23 - после прокалки при температуре 650°C. Такое поведение, без сомнения, связано с известным фактом сдвига областей разложения гидроксида циркония и кристаллизации ZrO2 в сторону более высоких температур с ростом количества введенной серы. Этот вывод подтверждается и обнаруженным нами на этих же образцах повышением температуры кристаллизации аморфного оксида циркония и проявления моноклинной фазы в спектрах рентгеновской дифракции (см. ниже). Максимальная поверхность, достижимая в исследованном диапазоне температур прокалки также несколько росла с увеличением количества серы, но не превышала 105 м2/г. Только образец CP23-700 сохранял достаточно высокую удельную поверхность после прокалки при температуре 700°C, в то время как поверхность образцов, содержащих меньшее количество серы, резко падала в этих условиях.
Аналогичная зависимость удельной поверхности от температуры прокалки наблюдалась и для образцов серии IAP (рис. 3.50). Для образцов с номинальным содержанием серы выше 4% температура прокалки, при которой наблюдался максимум удельной поверхности, росла с ростом содержания серы. Само максимальное значение удельной поверхности, достижимое для образцов с содержанием серы 4% и выше, составило около 170 м2/г, что значительно выше, чем у образцов серии CP. Существенно также то, что поверхность исследованных образцов при всех температурах прокалки была в несколько раз выше, чем у образцов, приготовленных ранее аналогичным способом с использованием низкотемпературных аэрогелей ZrO2 [8]. Наиболее вероятно, это связано со спецификой высокотемпературного метода приготовления аэерогелей (например, с меньшим количеством углерода в образцах, получаемых по этому методу, и их более высокой температурной стабильностью), хотя нельзя не отметить и то, что мы проводили прокалку образцов в несколько различающихся условиях.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.