Сложность и многообразие проблем, возникающих при разработке научных основ приготовления катализаторов, привели к необходимости разбиения всего огромного множества гетерогенных катализаторов на классы, отличающиеся важнейшими особен-ностями их синтеза [[1],[2],[3]]. При этом типичные классификации катализаторов базируют-ся на общности химического состава и/или химических особенностей синтеза катали-заторов отдельных классов. Но это приводит к множественности “научных основ“, число которых непрерывно растет и ”разбегается” [[4],[5]]. Кроме того, при чисто химии-ческом подходе внимание акцентируется преимущественно на том, как осущест-вляется химическая часть синтеза формирования конкретных систем. В то же время дополнительный вопрос: а почему они формируются именно так, стимулирует поиск общих физико-химических закономерностей формирования гетерогенных катализато-ров разного химического состава. Это физические факторы, которые следуют из общих законов физики и термодинамики, и геометрические факторы, которые определяются размерами структурных элементов различных иерархических уровней формируемого объекта, их распределением, формой (т.е. морфологией) и взаимосвязью (т.е. тополо-гией). Естественно, что выделение и понимание таких закономерностей никоим образом не умаляет проблему действия чисто химических факторов, но открывает перспективы разработки более общих подходов к управляемому синтезу гетерогенных катализаторов, учитывающих совместное участие и взаимное влияние химических и физико-химических факторов на эволюцию формируемых систем [5,[6]].
В данной лекции этот подход используется для исследования причин формиро-вания порядка в структуре катализаторов, получаемых методами осаждения. Проблемы получения таких катализаторов частично уже обсуждались в предыдущих лекциях, но их сложность требует многократного к ним возвращения с постепенным углублением и расширением анализа. Наша цель – выявление в этих проблемах островков уже сложившихся знаний, которые могут быть далее использованы для строительства фундамента более общей теории.
Исследование причин спонтанного (т.е. вызванного внутренними движущими силами) появления определенной упорядоченности в осажденных наносистемах откры-вает путь к направленному синтезу катализаторов с заданным составом и структурой на всех или заданных иерархических уровнях, по сложности приближающихся к существующим в живой природе. Именно этим объясняется нарастающий поток публи-каций, посвященных самоорганизации и направленному синтезу наноразмерных объектов, предназначенных для использования в различных интенсивно развиваемых ныне нанотехнологиях.
Пока в области нанотехнологий наиболее громко звучат модные направления, связанные с получением наноматериалов и нанообъектов для микроэлектроники, опти-ки, различных сенсоров и датчиков, биологических и биолого-медицинских препаратов и т.д. [[7],[8],[9],[10]]. Но не следует забывать, что технологии синтеза широко используемых в катализе цеолитов, гетерополикислот, да и вообще большинства высокодисперсных катализаторов и носителей по определению также следует относить к нанотехноло-гиям. А упорядоченная структура тех же цеолитов и гетерополикислот позволяет отнести их и к самоорганизующимся системам. Но технологии синтеза этих и других катализаторов были освоены во времена, когда термины самоорганизация и нанотех-нология еще не были так озвучены. В то же время некоторые новые идеи последних лет, связанные с пониманием механизмов самоорганизации наноразмерных объектов в биохимии и органической химии, могут быть активно использованы и для направ-ленного регулирования структуры и текстуры новых и традиционных гетерогенных катализаторов и других неорганических материалов [9].
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.