Отработка технологических стадий приготовления опытных образцов сорбента, страница 7

Существуют различные методики определения силы, концентрации и природы кислотных центров, применяемых при исследовании различных систем. Общую кислотность катализаторов можно определять по методу потенциометрического титрования н-бутиламина [31]. Метод термопрограммируемой десорбции аммиака (ТПД) позволяет сравнивать силу и концентрации кислотных центров между образцами с сильными различиями в кислотности [32,33]. Метод УФ спектроскопии необратимой адсорбции органических оснований, таких как пиридин (pKa=5,3) и пиперидин (pKa=11,1), позволяет определять относительную концентрацию кислотных центров и их силу, используя органические основания с различными константами кислотности pKa [34]. ИК спектроскопия адсорбированных оснований является распространенным методом определения поверхностной кислотности. Наиболее часто используются адсорбированные молекулы аммиака, пиридина и CO, позволяющие различать кислотные центры Льюиса и Бренстеда, определять их силу и концентрацию [31,33, 35-37].

Альтернативным способом определения концентрации и силы кислотных центров катализаторов является метод спиновых зондов. Оксидные катализаторы, обладающие достаточно сильными кислотными свойствами, имеют на своей поверхности акцепторные центры, способные к окислению адсорбированных на них молекул за счет переноса одного электрона (SET или Single Electron Transfer механизм). В результате этого процесса на поверхности катализаторов образуются катион-радикалы адсорбированных донорных молекул (в большинстве случаев – ароматических соединений) [38-41]. Катион-радикалы детектируются на ЭПР спектрометре, выступают в качестве спиновых зондов и позволяют измерять концентрацию акцепторных центров, обусловленных наличием и силой кислотных  свойств поверхности.

 Преимуществами использования данного метода при определении поверхностной кислотности, по сравнению с другими, являются:

·  простой процесс предварительной подготовки образцов;

·  отсутствие стадии вакуумирования;

·  возможность одновременной подготовки для анализа серии образцов;

·  короткое время съемки на ЭПР спектрометре (4 мин на один образец); 

·  получение количественной информации о концентрации акцепторных (кислотных) центров с большой точностью (в пределах 10%).

На сегодняшний день методы измерения акцепторных (кислотных) центров с использованием спиновых-зондов [38-40] были разработаны только для сильных кислотных катализаторов (сульфатированные оксиды, цеолиты), акцепторные центры которых способны ионизовать молекулы с достаточно высоким потенциалом ионизации (бензол, толуол, ксилол, мезитилен и т.п.). На оксиде алюминия таких центров очень мало. Тогда как различные свойства индивидуальных и модифицированных оксидов алюминия зависят и от более слабых кислотных центров. Поэтому разработка метода определения слабых акцепторных (кислотных) центров с использованием спиновых - зондов представляет большой интерес и позволит быстро и эффективно получать количественную информацию о кислотности систем в более полном объеме.

2. Отработка технологической стадий приготовления опытных образцов сорбента – стадии ГИДРАТАЦИИ

2.1. Выбор и обоснование направлений исследований

            В современной промышленности в последнее время все чаще и чаще возникает необходимость в высокоемкостных адсорбентах, использование которых позволило бы удешевить многие химические и технологические процессы. На текущий момент отечественные сорбенты, выпускаемые промышленностью, уступают по своим характеристиками мировым аналогам, поэтому необходимы новые подходы и решения по созданию современных адсорбентов.

            Один из таких подходов реализуется путем проведения регидратации продуктов импульсного терморазложения в щелочной и кислых средах как в мягких условиях (при комнатной температуре и чуть выше), так и в условиях интенсивной регидратации при более высоких температурах (70-95^оС).