При огромном разнообразии вариантов самоорганизованной сборки упорядочен-ных структур на любом иерархическом уровне необходимым условием перехода от беспорядка к порядку является наличие координатора соответствующего уровня, а собственно переход от хаоса к локальному порядку проходит через промежуточное состояние с образованием активированного комплекса. Можно спорить о допустимости использования термина катализ во всех или даже лишь некоторых вариантах такой самоорганизации (например, трудно называть катализатором стенку, способствующую упорядоченному расположению анизотропных субъединиц в так называемых стеночных эффектах, или фильеру при грануляции ?!). Но вопросы терминологии тоже “cамоорганизуются“ во времени. Более существенна общность многих закономер-ностей формирования порядка в живой природе и в неорганическом мире, возможность использования этих закономерностей для управления структурой катализаторов.
Исследования самоорганизованной и направленной сборки гетерогенных катализаторов следует рассматривать не как совершенно новую стратегию их приготов-ления, а лишь как часть общей стратегии управляемого синтеза неорганических и композиционных материалов, нанотехнологий разного назначения - генерального направления материаловедения ХХI века. На некоторую новизну претендует лишь наше настойчивое утверждение о недопустимости сохранения распространенной пока ситуации, когда специалисты по катализаторам определенного химического состава интересуются лишь катализаторами “своей“ группы, считая, что в каждой группе катализаторов “работают“ свои индивидуальные законы формирования не только химического состава, но и всех текстурных характеристик (поверхности, пористости и т.д.). Отрицание этого не просто ошибочного, но и вредного (из-за нерациональной траты всех ресурсов) мнения – главная цель нашей серии лекций. Только признание, что приготовление катализаторов – это игра на фортепиано двумя руками, одна из которых выполняет партию “управление химическим и фазовым составом”, а другая – “управление текстурно-геометрическими характеристиками” обеспечит переход от примитивной поп-музыки к симфониям на тему “научные основы направленного синтеза катализаторов”. Лишь такой подход обеспечит нам место в общем строю, не позволит замыкаться в своих узкоспециализированных задачах, своевременно исполь-зовать опыт и достижения “cоседей” для радикального усовершенствования сущест-вующих и создании неограниченного ассортимента новых катализаторов и новых типов каталитических реакций.
Литература
[1]* Показанная на рис.1а структура иона Al13 характерна для обширного класса стабильных полиядерных ионов (полиоксометаллов или гетерополикислот) с формулой типа [ХO4Y12O40] 3-, где роль центрального тетраэдрического катиона Х могут выполнять Si, P, V, B, Cr3+, Fe3+, Co2+ и т.д. (по [16] - более 65 элементов Периодической системы), а роль октаэдрического катиона Y - Mo, W, Zr, Al и др. Многие из указанных гетерополикислот и их производных активно используется в катализе [14].
*[2] Так, в ряде случаев оказывается полезным простое соотношение mnm = vnV, связывающее значения координационных чисел nm и nV элементов М и Vвбинарных кристаллах со стехиометрической формулой MmVV [32].В более общем случае гетероатомного кристалла с составом Mm, VV….Wwкоординационное число nW элемента W определяется из соотношения mnm + vnV + ….= wnW , где координационные числа nm, nV, nW и т.д. характеризуют упаковку однотипных соседей, т.е. например, ближайших атомов Mвокруг выбранного атома М и т.д.
*[3]. Из проведенных в [35] квантово-механических расчетов для ряда комбинаций из Si4+, Al3+ и P5+-тетраэдров следует, что связи типа Al-O-P более стабильны, чем Si-O-Al или Si-O-P. Связи Al-О-Al также допустимы, но по стабильности уступают связям Si-O-Al, что оправдывает правило Ловенштейна.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.