Разработка катализаторов на основе оксида алюминия для процессов получения олефинов из спиртов, страница 55

Поскольку предыдущие работы по разработке методик определения электронодонорных и сильных электроноакцепторных центров Володиным А.М. с соавторами были выполнены на примере образца оксида алюминия фирмы Sasol-Germany, свою методику мы также разрабатывали, взяв за основу этот образец оксида алюминия, к тому же наш образец (особо чистый оксид алюминия, ААБ-28-2 - Глава 4) по своим характеристикам (чистота, фазовый состав, поверхность) аналогичен образцу оксида алюминия, производимому фирмой Sasol-Germany. С целью разработки методики определения электроноакцепторных центров (включая слабые), на примере оксида алюминия (Sasol-Germany) были выполнены поисковые эксперименты. Для этого нами была приготовлена серия исходных растворов ароматических веществ (п-ксилол, толуол, бифенил, нафталин и антрацен) с различными значениями потенциала ионизации (Табл. 6.1), отвечающими за электронодонорные свойства этих молекул. Для сравнения, предварительная дегидратация проводилась при температурах 300^оС и 500^оС. На основе полученных данных (Табл. 6.1) была найдена наиболее подходящая для измерения электроноакцепторных (кислотных) центров, включая слабые, молекула-зонд (антрацен), при использовании которой на поверхности оксидов алюминия образуется наибольшее количество стабильных радикалов.

Таблица 6.1.

Влияние типа растворителя и температуры предварительной обработки на концентрации детектируемых электроноакцепторных центров на примере оксида алюминия (Sasol-Germany).

(Nак./гр.)/10^16, 500^оС - концентрация электронодонорных центров на 1 г оксида алюминия (Sasol-Germany), полученная после прокаливания при 500^оС.

(Nак./гр.)/10^16, 300^оС - концентрация электроноакцепторных центров на 1 г оксида алюминия (Sasol-Germany), полученная после прокаливания при 300^оС.

Антрацен – твердое вещество, плохо растворимое в органических растворителях. Поэтому вторым этапом в разработке методики являлось оптимизация растворителя и концентрации антрацена с точки зрения получения хорошо воспроизводимых количественных результатов, а также изучение влияния времени и температуры выдержки образцов с адсорбированными молекулами-зондами на концентрацию детектируемых электроноакцепторных центров (Табл. 6.2). В таблице 6.2 приведены данные по концентрации радикалов, образующихся после адсорбции молекул антрацена при комнатной температуре и 80^оС, полученные для образцов оксида алюминия производства Sasol-Germany предварительно прокаленных при температуре 300^оС. Ранее, было обнаружено, что температура 80^оС является оптимальной для изучения электронодонорных центров на оксиде алюминия. В качестве растворителей использовали толуол и п-ксилол. Полученные результаты свидетельствуют о том, что концентрации антрацена в растворе существенно влияет на количество детектируемых катион радикалов, в то время как природа используемых растворители практически не оказывает влияния. Из таблицы 6.2 видно, что при использовании растворов антрацена в толуоле и п-ксилоле количество детектируемых центров в пределах точности эксперимента остается постоянным. Так как традиционно в качестве растворителей для молекул-зондов на основные и кислотные центры используется именно толуол, что связано с его высоким потенциалом ионизации, то дальнейшие исследования мы проводили именно с использованием толуола в качестве растворителя.