Дослідження та аналіз каталітичної активності в реакції окиснення монооксиду вуглецю Сu-вмісних систем з різним вмістом металу на основі цеолітів. Встановлення впливу природи прекурсору та природи носія на електронний стан металів в цеолітних системах.
Аннотация к работе
КИЇВСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ імені ТАРАСА ШЕВЧЕНКАРобота виконана на кафедрі фізичної хімії Київського національного університету імені Тараса Шевченка. Науковий керівник: кандидат хімічних наук, доцент Олексенко Людмила Петрівна Київський національний університет імені Тараса Шевченка, доцент кафедри фізичної хімії. Захист відбудеться “30“ травня 2005 року о 14.00 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.001.03 Київського національного університету імені Тараса Шевченка за адресою: 01033, м. З дисертацією можна ознайомитися у науковій бібліотеці Київського національного університету імені Тараса Шевченка (01033, м.Можливістю удосконалення каталізаторів окиснення СО, що містять благородні метали, є зменшення їх кількості шляхом введення в систему 3d-металів. Вивчення фізико-хімічних та адсорбційних властивостей моно-та біметалвмісних (Cu, Pd) цеолітних систем безперечно являє інтерес для розробки нових високоефективних нанесених каталізаторів, для встановлення взаємозвязку між природою активних центрів і каталітичною активністю одержаних систем, а також для вивчення кінетики окиснення СО на цеолітних каталізаторах. Дисертаційна робота виконувалась у відповідності з держбюджетними темами № 97078 “Каталітичні та адсорбційні властивості систем з різною природою активних центрів у реакціях за участю малих молекул” (№ держреєстрації 0197U003115) (1997 - 2000 рр.) та № 01БФО37-07 “Модифікування каталізаторів, сорбентів i сенсорів та вивчення їх фізико-хімічних властивостей” (№ держреєстрації 0101U002159) (2001 - 2005 рр.). Для досягнення цієї мети необхідно розвязати такі основні задачі: дослідити каталітичну активність в реакції окиснення монооксиду вуглецю Cu-вмісних систем з різним вмістом металу на основі цеолітів ZSM-5 та ERI; Результати систематичних досліджень фізико-хімічних та каталітичних властивостей Cu-та Cu,Pd-вмісних систем на основі цеолітів ZSM-5 і ERI можуть бути застосовані при подальшій розробці ефективних нанесених цеолітних каталізаторів окиснення монооксиду вуглецю.Наявність НТС спектрів ЕПР в області паралельної орієнтації (A¦= 138 •10-4 cm-1, g¦=2,38) та смуг поглинання в області 475-555 нм в ЕСДВ для Cu-ERI систем свідчить, що їх активність обумовлюється ізольованими кординаційно-ненасиченими катіонами міді Cu2 , що стабілізовані в місцях з сильним тетрагональним викривленням, і які в ході каталізу відновлюються до Cu . Оцінка вмісту катіонів міді Cu2 , що мають найбільшу здатність до відновлення і можуть приймати участь в окисно-відновних перетвореннях в ході каталізу, показала, що чим більший вміст в зразках Cu2 , які відновлюються при T<400°C, тим вища активність Cu-ERI систем. Для визначення впливу природи прекурсору на активність було вивчено термічну стійкість вихідних прекурсорів і нанесених систем та активність 10%Cu-ERI, що сформовані при Тформ=20-360, 500 і 700°С. Різниця в активності 10%Cu-ERI може обумовлюватися не лише термічною стійкістю прекурсорів та ступенем їх розкладу в ході каталізу, а визначатися фазовим складом, кількістю активної фази та розміром її кристалітів. Оцінка співвідношення вмісту різних форм кисню (Еокс=531-532ЕВ, Еадс=532-533 ЕВ, ЕОН=533-534 ЕВ) у поверхневому шарі каталізаторів за даними РФЕС показала, що сумарна кількість хемосорбованого кисню та кисню у складі ОН-груп змінюється симбатно їх активності.Вивчено каталітичну активність в окисненні СО цеолітних систем Cu/ZSM-5 і Cu/ERI з низьким (0,8 - 3,6 мас.%) та високим (10 мас.%) вмістом металу. Знайдено, що серед каталізаторів з оптимально низьким (1,8%Cu-ZSM-5, 3%Cu-ERI) та високим (10%) вмістом міді вищу активність мають каталізатори Cu-ZSM-5. Встановлено, що каталітична активність Cu-вмісних цеолітних систем залежить від характеру розподілення, локалізації та кількості активних центрів, ступеня їх взаємодії з поверхнею носія та вмісту кисню, що має велику поверхневу рухомість. Показано, що високій активності CUZSM-5 сприяє наявність активних центрів - асоціатів зі слабкою обмінною взаємодією координаційно-ненасичених катіонів міді, які стабілізовані в місцях з сильним тетрагональним викривленням, де реалізуються звязки Сu? -О-Сu? за участю позаграткового кисню. Встановлено, що активність мідьвмісних цеолітних нанесених каталізаторів з низьким (1,8%Cu-ZSM-5, 3%Cu-ERI) та високим (10%) вмістом міді залежить від природи прекурсору та умов формування каталізаторів.