Синтез та фізико-хімічні властивості суперкислотного вольфраматвмісного діоксиду цирконію - Автореферат

НАЦІОНАЛЬНА АКАДЕМІЯ НАУК УКРАЇНИ ІНСТИТУТ ХІМІЇ ПОВЕРХНІРоботу виконано в Інституті хімії поверхні НАН України Офіційні опоненти доктор хімічних наук, професор Єременко Ганна Михайлівна, Інститут хімії поверхні НАН України, провідний науковий співробітник доктор хімічних наук Зажигалов Валерій Олексійович, Інститут сорбції та проблем ендоекології НАН України, завідувач відділу Захист відбудеться “22 ”січня 2004 року о 14 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.210.01 в Інституті хімії поверхні НАН України (03164, Київ-164, вул.Синтез суперкислотних матеріалів та дослідження реакційної здатності активних центрів на їх поверхні відноситься до одного з пріоритетних наукових напрямів розробки нових ефективних каталізаторів і адсорбентів. Актуальним для таких досліджень залишається розробка методів одержання вольфраматвмісного діоксиду цирконію з суперкислотними властивостями. Практичний інтерес становить тестування одержаних суперкислотних WO3/ZRO2 матеріалів в реакціях ізомеризації н-алканів, алкілування олефінів спиртами, парофазного нітрування бензолу. Дисертаційна робота виконувалась згідно з планами науково-дослідних робіт Інституту хімії поверхні НАН України за темами: “Синтез, фізико-хімічні властивості та хімія поверхні багатокомпонентних систем на основі елементів IV - VI груп” (№ держ. реєстрації 0193U042438); “Синтез і хімічне модифікування оксидних матриць з регульованими структурою і хімією поверхні” (№ держ. реєстрації 0199U002301). Мета роботи полягає у розробці способу одержання WO3/ZRO2 систем з суперкислотними властивостями і високою питомою поверхнею та дослідження їх активності в ряді процесів гетерогенного кислотного каталізу.Для синтезу вольфраматвмісного діоксиду цирконію застосовували три методи: просочування, співосадження та полімер-темплатний. Метод просочування передбачає синтез гелю чи ксерогелю гідроксиду цирконію з наступним його просоченням розчином метавольфрамату амонію, а потім кальцинування при необхідних температурах. Причиною низької кислотності і активності цих зразків є наявність в їх структурі моноклінної модифікації ZRO2 і утворення фази WO3, яка характеризується значенням ширини забороненої зони в електронних спектрах дифузного відбиття (Е0) рівним 2,55 ЕВ. Внаслідок повільного тривалого (6 годин) спільного гідролізу солей цирконію і вольфраму в присутності карбаміду відбувається рівномірний розподіл вольфрамат-іонів в структурі гідроксиду цирконію. Зразки вольфраматвмісного ZRO2, одержані просоченням гідроксиду цирконію розчином (NH4)4[Zr(W12O40)] виявляють активність у крекінгу кумолу на рівні WO3/ZRO2, синтезованого методом просочення гідроксиду цирконію розчином метавольфрамату амонію (в ТПР спектрах кумолу слабо інтенсивний пік утворення бензолу спостерігається при 380 К).Методами рентгенофазового і термічного аналізу, адсорбції метанолу і азоту досліджено вплив умов синтезу на питому поверхню, пористу і кристалічну структуру цих систем. Методами електронної спектроскопії дифузного відбиття і рентгенофазового аналізу досліджено стан вольфрамат-іонів на поверхні ZRO2. Здобувачем було синтезовано всі досліджені зразки, виміряна їх питома поверхня, розраховано діаметр та обєм пор за кривими розподілу пор за розмірами за даними ад(де)сорбції метанолу та азоту; зареєстровано спектри зразків методом електронної спектроскопії дифузного відбиття, а спектральні дані перераховано по формулі Кубелки-Мунка. Здобувачем було синтезовано всі досліджені в роботі зразки WO3/ZRO2 методом співосадження і полімер-темплатним методом; проведено допування одержаних методом співосадження зразків WO3/ZRO2 іонами Fe і Mn; проведено також характеризацію синтезованих матеріалів методом електронної спектроскопії дифузного відбиття; досліджено каталітичні властивості різних матеріалів в реакції парофазного нітрування бензолу азотною кислотою. Здобувачем було синтезовано зразки WO3/ZRO2 методом співосадження і полімер-темплатним методом та зразки WO3/TIO2 методом просочення; досліджено каталітичні властивості синтезованих матеріалів в реакції парофазного нітрування бензолу азотною кислотою.

Основний зміст роботи