Р О С С И Й С К А Я А К А Д Е М И Я Н А У К
Сибирское Отделение
на правах рукописи
ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЛЕКТРОНОАКЦЕПТОРНЫХ ЦЕНТРОВ ПОВЕРХНОСТИ КАТАЛИЗАТОРОВ НА ОСНОВЕ СУЛЬФАТИРОВАННОГО ДИОКСИДА ЦИРКОНИЯ МЕТОДОМ ЭПР И ИЗУЧЕНИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ СИНТЕЗА ТАКИХ КАТАЛИЗАТОРОВ ПО АЭРОГЕЛЬНОЙ ТЕХНОЛОГИИ
02.00.15 - химическая кинетика и катализ
диссертации на соискание ученой
степени кандидата химических наук
Новосибирск 1999
Работа выполнена в Институте катализа им. Г.К. Борескова Сибирского отделения Российской академии наук.
Научный руководитель:
Доктор химических наук А.М. Володин
Официальные оппоненты:
Ведущая организация:
Институт химической кинетики и горения СО РАН
Защита состоится "" 1999 года в часов на заседании специализированного совета К.002.13.01 по присуждению ученой степени кандидата наук по специальности 02.00.15 "Химическая кинетика и катализ" в Институте катализа им. Г.К. Борескова СО РАН по адресу: 630090, г. Новосибирск, пр. академика Лаврентьева 5.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института катализа СО РАН.
Автореферат разослан "" 1999 г.
Ученый секретарь
специализированного совета
доктор химических наук В.К. Семиколенов
Актуальность проблемы. Сульфатированный оксид циркония (SZ) в последнее десятилетие привлекает внимание исследователей во всем мире в качестве потенциального катализатора изомеризации алканов, прежде всего многотоннажного процесса изомеризации нормального бутана в изобутан, и ряда других процессов, требующих сильной кислотности. Первоначальные предположения о существовании на поверхности SZ суперкислотных центров не нашли надежного подтверждения в многочисленных исследованиях, проведенных с применением современных физических методов [1]. Это стимулировало интерес к альтернативным концепциям механизма инициирования процессов изомеризации на поверхности SZ, в частности к исследованиям роли электроноакцепторных (окислительных) центров.
В большинстве работ для синтеза катализаторов применялись методики, существенно не отличающиеся от предложенной с первых работах. С другой стороны, в самое последнее время удалось разработать ряд оригинальных способов синтеза активных SZ катализаторов. Дальнейшие работы в этом направлении и сравнение свойств активных катализаторов, полученных различными способами, со свойствами образцов с близким химическим составом, не обладающих заметной каталитической активностью, представляются крайне важными как для выявления природы активных центров и механизма реакции, так и для оптимизации методики синтеза и структуры катализаторов. Аэрогельная технология приготовления представляется весьма перспективной для синтеза каталитических материалов на основе оксида циркония.
Цель работы. При постановке настоящего исследования ставились следующие основные задачи:
1. Разработка методики синтеза высокотемпературных аэрогелей ZrO2 и SZ. Детальное исследование влияния различных условий приготовления на текстурные свойства получаемых аэрогелей.
2. Сравнение каталитических свойств получаемых аэрогелей в реакции изомеризации бутана со свойствами образцов SZ, приготовленных традиционным методом. Исследование влияния количества нанесенной серы и температуры прокалки на каталитическую активность образцов, полученных различными методами.
3. Исследование свойств и природы сильных электроноакцепторных центров SZ. Изучение инициируемых на таких центрах процессов с участием катион-радикалов.
4. Сравнение силы и свойств электроноакцепторных центров на поверхности SZ катализаторов с существенно различающейся каталитической активностью. Оценка роли электроноакцепторных центров в процессах изомеризации и крекинга легких алканов на SZ.
5. Изучение возможности инициирования видимым светом процессов образования катион-радикалов и превращений легких алканов на SZ и исследование механизма таких процессов.
Научная новизна. Систематическое исследование влияния различных параметров золь-гель процесса на свойства высокотемпературных аэрогелей ZrO2 позволило разработать методы контроля пористой структуры путем варьирования концентраций кислоты и алкоксида циркония, а также определить параметры, оптимальные для приготовления аэрогелей с максимальной удельной поверхностью после термической обработки. Разработаны методика синтеза аэрогелей SZ по одностадийной золь-гель методике с последующей высокотемпературной сушкой в автоклаве в сверхкритических условиях и новый метод приготовления активных SZ катализаторов путем пропитки аэрогелей ZrO2 раствором сульфата аммония, и исследовано влияние количества нанесенной серы и температуры прокалки на свойства катализаторов.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.
