Влияние природы и состава растворителя на состояние водорода, адсорбированного на поверхности скелетного никелевого катализатора - Автореферат

Одна из основных проблем современной теории адсорбции связана с разработкой методов термодинамического описания процессов адсорбции на неоднородных поверхностях. В то же время доказано, что механический перенос закономерностей и выводов, полученных для адсорбции из газовой фазы на процессы в растворах в общем случае некорректен, и может даже привести к ошибочным выводам и обобщениям. Таким образом, формирование надежной экспериментальной базы по термодинамическим закономерностям адсорбции газов и паров, в частности, водорода, который представляет собой компонент многих гетерогенных адсорбционных и каталитических систем, на энергетически неоднородных поверхностях переходных металлов из растворов способствуют развитию теории адсорбции из растворов на твердых поверхностях, обладающих каталитическими свойствами. Работа выполнена в рамках тематического плана НИР ИГХТУ, раздел «Взаимосвязь сольватационных, термодинамических и структурных эффектов в растворах с закономерностями протекания гомо-и гетерофазных процессов» раздел 1.4.01, а также координационного плана Научного совета по адсорбции и хроматографии РАН 2003?2007 гг., раздел «Теоретические основы адсорбции», шифр темы П. 2.15.1.Т. Для достижения поставленной цели работы необходимо решить следующие экспериментальные и теоретические задачи: - экспериментально измерить теплоты адсорбции водорода на пористом никеле из растворителей, различающихся по донорно-акцепторным и кислотно-основным свойствам;Однако информация о результатах систематических исследований состояния водорода на металлах в растворах крайне ограничена, а причины влияния растворителя на закономерности адсорбции водорода на никеле и других переходных металлах остаются невыясненными. Если реакцию жидкофазной гидрогенизации провести в калориметре, то из материального и теплого балансов калориметрической системы можно получить уравнение для расчета дифференциальных теплот адсорбции водорода DAH(H2): (1) где: DHH(R), DHAH(R) - теплоты гидрогенизации непредельного органического соединения водородом из газовой фазы и водородом, адсорбированным на поверхности металла или катализатора; ?R - поправка на побочные тепловые процессы. В работе экспериментально измерены теплоты гидрирования ДЭМК водородом, адсорбированным на поверхности пористого никеля, ?HAH(R) в тетрагидрофуране, метаноле, водных растворах диметилформамида с добавками уксусной кислоты и гидроксида натрия при различных количествах адсорбированного вещества, а также величины «общего содержания» водорода в пористом никеле во всех исследованных растворителях. Полученные данные подтвердили положение о влиянии растворителя на энергетическую неоднородность поверхности скелетных никелевых катализаторов и составили основу для проведения расчетов зависимостей теплот адсорбции водорода из растворов от степени заполнения поверхности с использованием уравнения (1). В главе «Обсуждение результатов» приведены данные по величинам «общего содержания» водорода в катализаторе и теплотам адсорбции водорода на пористом никеле из всех использованных растворителей и проведено их обсуждение.

Основное содержание работыОсновное содержание работы опубликовано в следующих работах

1. Барбов, А.В. Теплоты адсорбции водорода на скелетном никеле из водно-органических растворителей с добавками кислот и оснований / А.В.Барбов, С.В.Денисов, М.В.Улитин, П.О.Коростелева // Журнал физической химии, 2007. - т. 81 № 2., с. 334-339.

2. Барбов, А.В. Влияние РН водных растворов на термодинамические характеристики индивидуальных форм водорода, адсорбированного на поверхности пористого никеля / А.В.Барбов, М.В. Шепелев, С.В.Денисов, М.В.Улитин. // Известия ВУЗОВ. Химия и химическая технология, 2007 т.50 №8., с. 25-29.

3. Денисов, С.В. Роль сольватации в процессах адсорбции водорода на поверхности никелевых катализаторов в растворах. / С.В.Денисов, А.В. Барбов, М.В.Улитин // Известия ВУЗОВ. Химия и химическая технология, 2008 т.51 №1., с. 50-54.

4. Барбов, А.В. Термодинамика адсорбции водорода на поверхности скелетных никелевых катализаторов из растворов / А.В.Барбов, С.В.Денисов, М.В. Шепелев, М.В.Улитин. // Сб.: Труды X Международной Конференции «Проблемы сольватации и комплексообразования в растворах».- Суздаль.- 2007.- т.2, с. 406-407.

5. Шепелев, М.В. Термодинамика адсорбции водорода на пористом никеле из водных растворов предельных алифатических спиртов / М.В. Шепелев, А.В.Барбов, С.В.Денисов, М.В.Улитин // Сб.: Труды XI Всеросс. Семинара "Термодинамика поверхностных явлений и адсорбции".- Иваново, Плес.- 2007.- С. 87-89.

6. Шепелев, М.В. Влияние природы растворителя на термодинамические характеристики водорода, адсорбированного на поверхности пористого никеля / М.В. Шепелев, А.В.Барбов, С.В.Денисов, М.В.Улитин, П.О. Коростелева // Сб.: Труды X Всеросс. Семинара "Термодинамика поверхностных явлений и адсорбции".- Иваново, Плес.- 2006.- С. 83-85.

7. Барбов, А.В. Теплоты адсорбции водорода на скелетном никеле из растворов ДМФА-вода-NAOH, ДМФА-вода-уксусная кислота / А.В.Барбов, М.В.Лукин, С.В.Денисов, М.В.Улитин // Сб.: Труды VIII Всеросс. Семинара "Термодинамика поверхностных явлений и адсорбции".- Иваново, Плес.- 2004.- С. 47-48.

8. Барбов, А.В. Влияние растворителя на теплоты адсорбции водорода поверхностью пористого никелевого катализатора / А.В.Барбов, М.В.Лукин, С.В.Денисов, М.В.Улитин // Сб.: Труды VII Всеросс. Семинара "Термодинамика поверхностных явлений и адсорбции".- Иваново, Плес.- 2003.- С. 84-88.

9. Коростелева, П.О. Использование калориметрии для определения кинетических параметров реакций, протекающих в адсорбционном слое / П.О.Коростелева, А.В.Барбов, С.В.Денисов, М.В.Улитин // Сб.: Тезисы докладов Всероссийского научного симпозиума по термохимии и калориметрии. - Нижний Новгород, изд. ННГУ - 2004.- С.230.

10. Денисов, С.В. Закономерности адсорбции водорода на скелетных никелевых катализаторах из индивидуальных растворителей / С.В.Денисов П.О.Коростелева // Сб.: V Региональная студенческая конференция «Фундаментальные науки - специалисту нового века». Иваново. - 27-29 апреля 2004, С.8-9.

Автор выражает искреннюю благодарность д.х.н., проф. Улитину М.В. за неоценимую помощь при подготовке диссертации, а также к.х.н. Захарову А.В. за помощь в разработке и изготовлении отдельных блоков калориметра.

Размещено на .ru