Совершенствование технологии получения адсорбентов из местных полиминеральных глин. Магистерская работа. Другое.
⚡ 👉🏻👉🏻👉🏻 ИНФОРМАЦИЯ ДОСТУПНА ЗДЕСЬ ЖМИТЕ 👈🏻👈🏻👈🏻
Вы можете узнать стоимость помощи в написании студенческой работы.
Помощь в написании работы, которую точно примут!
Похожие работы на - Совершенствование технологии получения адсорбентов из местных полиминеральных глин
Нужна качественная работа без плагиата?
Не нашел материал для своей работы?
Поможем написать качественную работу Без плагиата!
МИНИСТЕРСТВО
ВЫСШЕГО И СРЕДНОГО СПЕЦИАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ УЗБЕКИСТАН
БУХАРСКИЙ
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ ПИЩЕВОЙ И ЛЕГКОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ
совершенствование
технологии получения адсорбентов из местных полиминеральных глин
А 522504 -
«Переработка нефти и газа и ее химическая технология»
на соискание
академической степени магистра
Научный
руководитель: к.т.н. Муродов М.Н.
Заведующий
кафедрой: к.т.н. Адизов Б.З.
Руководитель
отдела магистратуры: доц. Шомуродов Т.Р.
1.1
Адсорбционные и каталитические свойства природных алюмосиликатов Узбекистана
1.2
Теория кислотности, отбеливающие и каталитические свойства
природных алюмосиликатов
.3 Физико-химические свойства
Навбахорского бентонита
.4 Адсорбционная активность
бентонита Навбахорского месторождения по нефтяным компонентам
Глава 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
МЕТОДЫ И ОБЪЕКТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
ГЛАВА 3.
ИССЛЕДОВАНИЕ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ, КИСЛОТНЫХ И КАТАЛИТИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ПРИРОДНЫХ И
АКТИВИРОВАННЫХ БЕНТОНИТОВ
3.1
Изучение влияния способов активации на химический состав природных
алюмосиликатов
3.2
Влияние активации на структуру алюмосиликатов
3.3
Рентгенографические исследования природных и активированных алюмосиликатов
3.4
Структурно-сорбционные свойства естественных и активированных алюмосиликатов
Всемирный финансово-экономический кризис,
разразившийся в 2008 году и приобретающий сегодня большие масштабы и глубину в
оценках многих международных экспертов и специалистов, получает больше
вопросов, чем ответов о причинах и прогнозах его полнейшего развития.
Каждый из нас должен отдавать себе отчет в том,
что Узбекистан сегодня- это составная часть мирового пространства и глобального
финансового экономического рынка.
Наглядным свидетельством этому являются все
возрастающие наши связи с внешним миром реализация с помощью ведущих развитых стран,
программ по развитию модернизации, техническому и технологическому
переоснащению отраслей экономики, интеграция Узбекистана в международную сферу
торговли, рост импорта и экспорта продукции и товаров.
И вполне закономерно, что глобальный финансовый
кризис и, в первую очередь, его последствия уже сказываются на развитии и
эффективности нашей экономики. Из-за сокращающегося спроса на мировом рынке
снижаются цены на экспортируемую Узбекистаном продукцию, такую как драгоценные
и цветные металлы, хлопок, уран, нефтепродукты, минеральные удобрения и другие.
Актуальность проблемы. На территории Узбекистана
и в определенных ему районов имеются огромные, причем промышленные запасы
природных алюмосиликатов - бентонитовых, каолинитовых, опоковидных и других
видов глин и глинистых образований, обладающих определенными адсорбционными и
каталитическими свойствами. Из-за полиминеральности и высокой
минерализованности они качественно уступают активированным и синтетическим
алюмосиликатам. Поэтому с целью расширения области применения природных
алюмосиликатов в народном хозяйстве необходимы опыты по их активации. При этом,
по-видимому, главное внимание должно быть уделено разработке рационального
способа активации природных алюмосиликатов.
Целъю данной диссертационной работы является
совершенствование технологии получения адсорбентов из местных полиминеральных
глин на основе изучения изменения структурных особенностей, кислотных и
связанных с ними адсорбционных и каталитических свойств, а также установление
взаимосвязи между различными свойствами природных алюмосиликатов различного
химического и минералогического состава и способами их активации, установление
пригодности приготовленных на основе местного сырья адсорбентов и катализаторов
взамен дорогостоящих и дальнепривозных (даже импортных) поглотителей и
катализаторов для удовлетворения потребности интенсивно развивающихся
масложировой (в которой потребность по отбельным глинам за счет импортных
удовлетворяется всего лишь на 12%), нефтеперерабатывающей, энергетической, газовой
и ряда других важных отраслей народного хозяйства республики.
Научная новизна диссертационной
работы заключается в том, что :
- Разработаны различные способы воздействия на
структуру и свойства природных алюмосиликатов. В зависимости от способа обработки
получаются образцы с улучшенными адсорбционными и каталитическими свойствами.
Причем, природные алюмосиликаты в зависимости от вида,
месторождения, минералогического состава по-разному активируются одним и тем же
методом активации. Часто алюмосиликаты
одного
минералогического типа (например, бентонитовые глины), близкие по химическому
составу и некоторым другим показателям, при активации активатором (например,
серной кислотой) реагируют по-разному. Поэтому для каждого месторождения
выявляется свой оптимальный режим теми или иными способами активации.
Поверхность алюмосиликатов покрыта сеткой ионов
гидроксила, которые ответственны за проявление кислых (гидролитическая, от
части обменная кислотность), адсорбционных (если образуются
поверхностно-химические соединения) и каталитических (если реакция протекает по
карбонионному механизму) свойств алюмосиликатов. Причем, содержание гидроксилов
можно изменить путем физических и химических способов активации образцов. С
изменением числа гидроксилов должен меняться комплекс свойств алюмосиликатов. С
этой точки зрения, эксперименты по определению изменения структур, кислых,
адсорбционных, отбеливающих, каталитических и других свойств одного и того же
образца в зависимости от способа обработки представляют интерес для
установления взаимосвязи между изменениями названных свойств алюмосиликатов.
Имеющиеся в литературе материалы, в частности по установлению роли
гидролитической кислотности в катализе и обменной кислотности в процессе
отбеливания, по установлению наличия определенной зависимости между
гидролитической кислотностью алюмосиликата и его емкостью монослоя по парам
воды не позволяют установить каталитические свойства алюмосиликатов на
основании их других свойств.
Практической ценностью работы можно считать, что
в настоящее время положительно решается вопрос относительно изменения кислотных
(адсорбционных и каталитических) центров у природных алюмосиликатов при их
активации. Однако, происходящие при этом количественные изменения, в результате
чего неизбежно происходят качественные изменения в их свойствах, являются
дискуссионными. Поэтому эксперименты, поставленные с целью выявления активации
природных алюмосиликатов, заслуживают определенного внимания, ибо с этим
вопросом связано решение таких теоретических задач, как направленное изменение
свойств алюмосиликатов, и практических задач - получение материалов
(адсорбентов и катализаторов) с заданными свойствами, и их моделирования для
технологических процессов.
1.1 Адсорбционные и
каталитические свойства природных алюмосиликатов Узбекистана
алюмосиликат адсорбционный
каталитический бентонит
В пределах Узбекистана и Каракалпакской
Республик известно большое количество месторождений с промышленными запасами
алюмосиликатов - глин, глинистых образований и др. [1]. Первая работа по
изучению адсорбционно-отбеливающих свойств бентонитовых глин принадлежит Б.Г.
Запрометову [2]. Систематическое изучение адсорбцион-ных и др.
физико-химических свойств бентонитовых, опоковидных глин, опок, трепелов, цеолит
содержащих пород и др. показало, что они отвечают всем требованиям,
предъявляемым к твердым сорбентам (основное из них - высокие адсорбционные
качества, хорошая избирательность, достаточная прочность гранул, фильтрующая
способность, легкая регенерация, каталитическая активность [3]), и поэтому их
называют природными минеральными сорбентами [4]. Отличительной особенностью
выше названных пород от подобных других регионов бывшего Советского Союза, как
отмечено в [4], являются полиминеральность, высокая минерализация (особенно
карбонатами, сульфатами и хлоридами) с коагуляцией первичных структур,
повышенное содержание окислов железа и преобладание катиона магния над ионами
кальция в обменном комплексе.
Достигнуты значительные успехи в области
изучения поверхностных, адсорбционных и др. свойств природных алюмосиликатов
республики [4]. В противоположность этому их каталитические свойства
практически не изучены. Так, по сведениям М. З.Закирова [5], В. М. Лигуше в
1956 году исследовал каталитическую активность глин много месторождений -
каолиновых и огнеупорных (Лянгар, Ангрен, Сулюкта, Кызыл-Кия и др),
бентонитовых и бентонитоподобных (Келес, Кермине, Кызылтепе и др.) установлено,
что для нефтяной промышленности Узбекистана практический интерес представляет
Кызылтепинское (Азкамарское) и другие месторождение бентонитовых глин.
В 1958 году В. И. Ездаков опубликовал работу, в
которой были изучены каталитические действия глин Азкамарского,
Катта-Курганского, Ингичкинского, Куксайского, Карнапского, Чупанатинского
месторождений на примере реакции бензилирования. Установлено, что реакция
протекает бурно и полно, если взять катализатора 0,023% от массы реагирующего
хлорбензила [6]. Продолжая работы в этом направлении, он установил, что
величина навески глины существенно влияет на глубину полимеризации нефтяных
смол - чем больше навеска при постоянной исходной концентрации смол, тем глубже
процесс полимеризации и меньше растворимость смол. Положение верно для
каолинов, бентонитов, опок, но не применимо к гидрослюдистым и палыгорскитомонтмориллонитовым
глинам, что объясняется, видимо, особенностью их структур. Гомоионные формы
глины, в частности, медной, хромовой, марганцевой форм
полыгорскито-монтмориллонитовой глины Чупанатинского месторождения, обладают
повышенной каталитической активностью [7].
Изучение реакции конденсации нафталина с
моноголоидуксусными кислотами для получения нафтилуксусных кислот в присутствии
глин показало, что внесение катализатора - глины мелкими порциями дает лучший
эффект; при извлечении целевого продукта смолы остаются на глине и кислота
получается совершенно чистой. Наилучшим каталитическим действием в данной
реакции так же, как и в реакции бензилирования, обладает каолин, бентонит и
наименьшим - опока. Термическая активация глин способствовала улучшению выхода
и чистоты целевого продукта [7].
А. С. Султанов и С. А. Бабаходжаева [8],
изучавшие реакции кетонизации уксусной кислоты с помощью естественного и
известкованного нефтеабадского малинового бентонита, обнаружили достаточную
каталитическую активность у глин, обработанных известковым раствором.
Э. А. Ариповым и др. отмечается, что природный
минеральный сорбент является не только поглотителем, но и ускорителем ряда
процессов, если сорбтив не устойчив в данном адсорбционном процессе. Отмечено,
окисление госсипола при адсорбции его из хлороформного ратвора на природных и
обработанных серной и уксусной кислотами азкамарком и келесском бентонитах.
Установлено, что окисляющая способность келесского бентонита почти в два раза
больше, чем окисляющая способность азкамарской глины; кислотная активация
привела к повышению каталитической активности глин, причем глина,
активированная серной кислотой, почти в три раза больше окисляет госсипола, чем
глины, обработанные уксусной кислотой [9].
Таким образом, имеющийся в литературе скудный
материал не дает возможности оценивать алюмосиликаты Узбекистана в качестве
освежителей и катализаторов для промышленности республики. Можно полагать, что
глины и глинистые образования Узбекистана будут уступать по каталитическим (так
же, как и по адсорбционным) свойствам активированным глинам и синтетическим
алюмосиликатам. Отсюда следует необходимость улучшения комплекса свойств глин
республики, что может быть осуществлено путем их активирования и
модифицирования.
В настоящее время почти повсеместно и даже в
промышленных масштабах осуществляются термическая и кислотная; активация глин,
модифицирование их органическими веществами, а также обработка их растворами
минеральных солей. Новыми являются известковый, щелочно-кислотный и кислотно-щелочной
способы активации глин и глинистых образований [3, 4, 7, 10-19].
Проводятся систематические работы по активации и
модификации алюмосиликатов Узбекистана физическими (термо- и гидротермальная
обработка) и химическими (обработка образцов растворами серной кислоты,
извести, солей, поверхностно-активных веществ, водорастворимых
полиэлектролитов), а также комбинированными (кислотно-термическая,
щелочно-поверхностноактивными веществами) способами. Разрабатываются условия
обработки, изучается механизм активации и модификации, исследуются свойства
полученных при этом образцов, а также выявляются области их применения
[4,20,21]. Однако работы по активации глин республики с помощью разлияных
кислот и таких комбинированных способов как кислотно-щелочной и
щелочно-кислотный, до нас не ставились.
Многочисленными исследованиями отечественных и
зарубежных ученых установлено, что природные алюмосиликаты в зависимости от
генетической особенности и минералогического состава одним и тем же методом
активации активируются по разному. Часто алюмосиликаты одного минералогического
типа (например, бентонитовые глины), близкие по химическому составу и некоторым
другим показателям, при активации реагируют с активатором (например, с
кислотой) также не однозначно. Поэтому для каждого месторождения выявляется
свой оптимальный режим активации.
Анализ литературных материалов по напряженному
изменению свойств природных алюмосиликатов позволяет сделать заключение о том,
что при активации и модификации глин происходит сложный физико-химический
процесс, в результате чего меняется химический состав исходного образца (в
связи с этим изменяется и его минералогический состав), его поверхностные
свойства и пористые структуры. Предопределение направленного изменения свойств
глин при их обработке теми или иными способами воздействий связано с знанием
свойств исходного образца, обусловленных структурой глинистых минералов, из
которых состоит природный алюмосиликат. Кроме того, успешное применение как
природных, так и активированных алюмосиликатов в технике в качестве адсорбентов
в адсорбционных процессах или как катализатора в каталитических процессах
связано с решением проблемы регулирования физико-химических процессов,
протекающих на границе раздела фаз.
1.2 Теория кислотности, отбеливающие и каталитические свойства
природных алюмосиликатов
Современные рентгенострутурные, электронно-,
кристалло-, рентгено-, термо-, нейтронографические, ИК-, УФ- и
радиоспектроскопические, химические и другие методы анализов сыграли огромную
роль не только в определении минералогического состава природных
алюмосиликатов, но и позволили установить кристаллохимическую и морфологическую
особен-ность минералов,
входящих в состав природных алюмосиликатов. Показано, что основными
составляющими природных алюмосиликатов являются глинистые минералы.
Согласно классификации глинистых минералов, из
которых, в основном, состоят природные алюмосиликаты, Р. Грима [11], который
среды специалистов, занимающихся исследованием физико-химических и других
свойств глин и глинистых образований, пользуется наибольшей популярностью, они
разделяются на аморфные и кристаллические минералы.
Аморфная фаза глинистых минералов,
или аллофон, состоит, в основном, из геля окислов кремния, алюминия и других
веществ. Один из них - глинозем. Его структура состоит из двух слоев атомов
кислородов или гидроксилов, между которыми в октаэдрической координации
расположены атомы алюминия, находящегося на равном расстоянии от 6 атомов 0 или
6 групп ОН. Обычно расстояние 0-0 равно 2,60 , ОН-ОН 2,94 ,
пространство, доступное для иона в октаэдрической координации, имеет размер
0,61 . Толщина
этого структурного элемента в структуре глинистых минералов равна 5,06 . Эта
структурная единица соответствует структуре соединения, называемого
гидраргиллитом .
Второе вещество, входящее в состав
аллофона, - кремнезем, встречающийся иногда в виде геля. Он состоит из
тетраэдрических групп ,
соединенных между собой в гексагональную сеть состава . Расстояние
0-0 в тетраэдрическом слое равно 2,55 ; пространство, доступное для иона,
в тетраэдрической координации имеет размер примерно 0,55 ; толщина
этого структурного элемента в структурах глинистых минералов равна 4,93 . Каждый из
них имеет расстояние от центра до центра примерно 2,1 [3, 11, 22].
Кристаллическая фаза глинистых минералов
состоит из двух выше приведенных структурных элементов. Первый состоит из двух
слоев плотно упакованных атомов кислорода или ОН - групп с атомами алюминия,
железа и магния между ними в октаэдрической координации, второй - из
кремнезекислородных тетраэдров.
Различные совокупности этих
структурных элементов образуют отдельные разновидности глинистых минералов [3,
11, 22]. Например, двухслойный тип кристаллической решетки (1:1), состоящий из
пакетов, которые содержат один слой кремнекислородных тетраэдров, характерен
для глинистых минералов каолинитовой группы (каолинит, накрит, галлуазит и
т.д.). к трехслойному типу решетки (2:1), который образован из двух слоев
кремнекислородных тетраэдров и расположенного между ними одного слоя
алюмокислородных октаэдров, относятся монтмориллонитовые (монтмориллонит,
сиконит, вермекулит, нонтронит и др.) и иллитовые (иллит, слюда и т.п.) группы.
Наличие аморфных веществ обычно
незначительно и не Вов всех глинах. Глинистые минералы в природе встречаются
всегда с примесями; мономинеральные глины редки и все равно в той или иной
степени содержат различные примеси [3, 4, 11, 23].
Химичекими, спектроскопическими,
изотопными и другими методами выявлено, что на поверхности природных
алюмосиликатов (следовательно, и на поверхности глинистых минералов, а также
глин) имеются гидроксилы, связанные с атомами кремния и алюминия в
соответствующих структурных единицах - кремнекислородных тетраэдрах и
алюмокислородных октаэдрах (реже тетраэдрах). Поверхностные гидроксилы
природных алюмосиликатов при их взаимодействии с молекулами сорбтива в ряде
случаев проявляют протонодонорную функцию. Происходящую при этом частичную
протонизацию водорода можно рассматривать как проявление кислотной природы
гидроксильных групп [4, 23]. Поверхностные гидроксилы природных алюмосиликатов
обладают слабокислотными свойствами и играют решающую роль при адсорбции
веществ, способных и донороакцепторному взаимодействию [23], а также при
каталитических процессах, протекающих по карбоноионному механизму [24].
На основании результатов работ,
посвященных изучению химии поверхности [25-27] адсорбционно-каталитических
свойств [28,29] силикагелей, силикатов, алюмосиликатов можно заключить, что
водород группы ОН, принадлежащие атому кремния в тетраэдрической координации,
обладает относительно слабым кислотным свойством, чем водород гидроксильной
группы принадлежавшей атому алюминия, а октаэдрических (даже в тетраэдрических)
координациях.
В настоящее время различают три вида
поверхности у природных алюмосиликатов [30].
Поверхность первого рода -
поверхность скола, представляющая собой край кристаллической решетки или
частиц. Энергия этой поверхности определяется числом атомов с
некомпенсированными электровалентными связями, и поэтому эта поверхность
является наиболее активной. По мнению Э. А. Арипова [4, 31], этот вид
поверхности является не только активным, но и ответственным за число свободных
радикалов (или число парамагнитных центров) у глинистых минералов и глин.
Поверхность второго рода - базальные поверхности внутри пакета; она находится в
поле влияния плоскостей. Поверхность третьего рода - тоже базальная; она
представляет внешнюю поверхность частиц (или кристаллов) и поэтому является
свободной от влияния соседней поверхности, следовательно, по энергетическому
состоянию отличается от поверхности второго рода.
Если рассматривать поверхности
второго и третьего родов без учета изоморфных замещений атомов решетки, то эти
поверхности должны в силу своего кристаллохимического строения являться
электронейтральными. Однако, как отмечено в [3, 11, 22], в реальных глинистых
минералах всегда имеет место изоморфное замещение кремния на алюминий в
тетраэдрической координации и алюминия на магний, железо и др. в октаэдрической
координации, при которых освобождаются отрицательные заряды по одному от
каждого освобождаются.
Таким образом, активные
адсорбционные центры у алюмосиликатов самые разнообразные. Однако, приписывать
предпочтению одного из этих факторов процесс адсорбции или адсорбционного
отбеливания нельзя. Но увеличить долю одного из этих факторов можно путем
активирования и модифицирования глин. Например, увеличение степени дисперсности
образца при активации способствует повышению величин его поверхности первого
рода. Благодаря этому обеспечивается максимальный эффект при контактной очистке
минеральных и растительных масел.
Активная кислотность выражается
величиной рН водной вытяжки образца или его водной суспензии. При внесении
образца в воду в нее переходят присутствующие в образце водорастворимые
минеральные и органические соли, газы (особенно ). Кроме того, имеет место
диссоциация соли алюмо-кремниевых кислот (определение Вернадского В. И. [34]).
Обменная кислотность определяется
титрованием нейтральной солевой вытажки ( и др.), а гидролитическая
кислотность - титрованием вытяжки, полученной обработкой образца растворами
гидролитически щелочной соли ( ), и др.).
При вытеснении поглощенных катионов
алюмосиликатами (почва, глина), катионом нейтральных солей в раствор переходит
и некоторое количество алюминия, соли которого, гидролизуясь, дополнительно
обусловливают кислотность. Этот вид кислотности принято называть
обменно-алюминиевой формой кислотностей находят обменно-водородную форму
кислотности образца.
Протонную (бренстедовскую)
кислотность алюмосиликатов, глубоко гидролитическую, определяют отравлением
гидролитически щелочной солью, но только с той разницей, что в этом случае
находят не все подвижные и неподвижные водородные ионы, а по К. В. Топчиевой
[33] - лишь подвижные.
Апротонную (льюисовскую) кислотность
по методу В. Трамбуза [35] определяют титрованием неводной (обычно бензиновой)
суспензии образца этилацетатом или диоксаном в присутствии индикатора
парадиметиламино-азабензола (НДА). Беря в качестве титрующего агента
Н-бутиламин в этих же условиях согласно Тамеле [36], определяется сумма
протонной и апротонной кислотности алюмосиликатов.
Г.А.Бенези [37], измеряя силу
поверхностной кислотности синтетических и природных алюмосиликатных
катализаторов крекинга, показал, что на поверхности катализаторов имеются
кислотные центры, общее количество которых составляет не больше семи процентов
от общей поверхности образца.
С целью приближения к оценке числа
активных центров в условиях катализа К.В.Топчиевой с сотрудниками [38]
разработан импульсный хроматографический метод определения кислотных центров,
основанный на дозировании органического основания-пиридина во
время опыта, с образованием нона пиридина.
О причинах появления кислых свойств
алюмосиликатов (почв, глин и др.) высказаны различные гипотезы. Первая из них
объясняет кислотность наличием поглощенных ионов водорода на поверхности
коллоидных частиц (например, кислые глины) алюмосиликатов. По этой гипотезе,
кроме более прочной связи с частицей алюмосиликатов, ионы водорода ничем не
отличаются от других поглощенных катионов образцами [32, 39].
По второй гипотезе, кислотность
алюмосиликатов обусловлена адсорбированными солями алюминия, которые
обмениваются на катионы нейтрального солевого раствора; образующаяся при этом в
растворе соль гидролизуется и создает кислую реакцию равновесного солевого
раствора [32, 39].
Следующая гипотеза основывается на
наличии гидроксилов на поверхности частиц алюмосиликатов. Допускается, что
водород этих гидроксилов обладает способностью обмениваться на катион других
металлов и, таким образом, водороды ОН группы обусловливают обменную кислотность
[28].
Число поверхностных гидроксилов
зависит от двух факторов - от наличия изоморфного замещения и степени
дисперсности образца. При этом: 1) Чило Он в алюмосиликатах увеличивается с
ростом степени изоморфного замещения на в тетраэдре и на в октаэдре,
т.е. число гидроксилов пропорционально росту отрицательного заряда частиц
алюмосиликата, который повышается с увеличением степени замещения катионов с
большей валентностью на катионы с меньшей валентностью [3, 11, 22, 34, 40, 2].
Число гидроксилов на поверхности частиц тем больше, чем больше степень
дисперсности частиц образца; при диспергировании увеличивается число разрывов
связи и , куда могут
присоединяться наряду с другими молекулами и молекулы воды, водород которых
обладает в этом случае сильно протонизирующей способностью. Причем, этот протон
не входит в состав минерала и обладает высокой подвижностью [41].
Многочисленными трудами
отечественных и зарубежных ученых установлено, что природные алюмосиликаты
обладают каталитическими свойствами по отношению к различным органическим
веществам и что у глин разного состава эти свойства проявляются различно.
Рассмотрению явления катализа и роли глинистых катализаторов в крекинге нефти
посвящено много работ.
Главным в этих работах, по-видимому,
является решение вопросов, связанных с каталитическими свойствами
алюмосиликатов, с их структурной особенностью. Предполагают, что на поверхности
частиц алюмосиликатов имеются активные каталитические (адсорбционные) центры.
Так, активные центры согласно И. Легмюра [42], - это энергетически неоднородные
участки на поверхности; Г. С. Тейлора [43] - это взаимнонекомпенсированные
атомы, выступающие в виде пиков; А. Ф. Иоффе [44] - это молекулярные трещины и
ямы, вызывающие понижение прочности и где работа диссоциации будет понижена в
несколько раз (Я. Х. де-Бур [45] считает, что ямы являются активными центрами
при ван-дер-ваальсовой адсорбции); Баландина А. [46] - это участки
кристаллической решетки, способные с молекулами реагентов образовывать
мультиплетный комплекс; Н. И. Кобозова [47] - это ансамбль атомов, которые на
поверхности катализатора удерживаются благодаря адсорбционной силе.
Образование активных цкентров (мест)
катализаторов А. В. Писаржевский [48] связывает с явлением электронной
изоляции. Это послужило основанием для разработки электронно-химической теории
явления катализа, а также процесса адсорбции на неоднородной поверхности
сорбента [49, 50].
В. И. кузнецов [51] поверхность
кристаллических и аморфных алюмосиликатных катализаторов рассматривает как
непрерывно изменяющийся бертоллоид. В основе этого понятия лежит неоднородность
поверхности, которую можно разделять на структурную неоднородность, вызванную
различной активностью разных граней кристаллов, атомов или группы атомов на
ребрах, вершинах граней, на ступенях дислокаций, и на неоднородность, обусловленную
включениями посторонних веществ и образованием новой фазы.
В реакциях превращения углеводородов
самыми наилучшими катализаторами являются кислые катализаторы [52]. В связи с
этим заслуживают внимания данные А. В. Фроста, в которых указано на глубокие
сходства каталитических действий алюмосиликатов с каталитическими действиями
таких кислых катализаторов, как и [53].
В настоящее время в литературе
имеется ряд работ, в которых предпологается модель активного центра
алюмосиликатного катализатора. Одна из таких моделей, как апротонный кислотный
центр тип Льюиса для алюмосиликата, согласно Л. Литтлу [54], состоит из
кремнекислородного тетраэдра и алюмокислородного октаэдра. Рост кислотности
алюмосиликатов проявляется тем сильнее, чем больше степень замещения атома
кремнияв кремнекислородной структурной единице атомом алюминия. Допускается,
что ион алюминии в этой структуре стремится присоединением пары электронов
заполнить р-подуровень. При этом в отсуствии воды образуются кислоты типа
Льюиса, а в ее присутствии - кислоты типа бренстеда по схеме:
Этот протон, как указывает О. В.
Крылов [41], не входит в состав ОН -группы и обладает высокой подвижностью.
Наличие протона М. М. Мортленд и др. [55] объясняют высокой степенью
диссоциации воды, адсорбированной на центре Льюиса. Причем, воды диссоциируясь,
образует кислоту с подвижным водородом.
Согласно М. Р. Базила и др. [57],
все первичные кислые места на алюмосиликатах представляют собой центры Льюиса,
локализованные на поверхностных атомах алюминия. Бренстедовская кислотность
образуется взаимодействием молекул углеводорода, хемосорбированных на
льюисовских центрах и на соседних поверхностных гидроксильных группах.
Подвижный протон может возникать не
только в четверто координации алюминия, но и в результате электронного смещения
от поверхности силанальной группы к алюминию [58].
Согласно модели активного центра
алюмосиликата, предложенной А. П. Боллод и К. В. Топчиевой [59], кислотность
связана так с замещением кремния в кремнекислородных тетраэдрах на алюминий с
образованием комплекса , где
трехвалентный алюминий неспособен полностью насытить все четыре атома
кислорода, в результате чего алюмосиликат проявляет сильные кислотные свойства
по схеме:
В работе [10] З.Г. Зульфугаровым
предложена модель для активированного килотой монтмориллонита с учетом активных
центров как для гидролитический, так и для обменной формы кислотности по
следующей схеме:
Эта модель рассматривает обменную и
гидролитическую кислотности, отравление ионами щелочных металлов, а также
механизм дегидратации кислого монтмориллонита. Ответственность за отбеливание и
катализ приписывается атому водорода, находящемуся в обменном положении.
Согласно модели А. В. Киселева и В.
И. Лыгина [60], возбужденный протон появляется за счет возникновения парных
кислотных центров апротонного и протонного типа по схеме:
Природа активных центров
алюмосиликатов, согласно М. А. Калико [61], следующая: генерация протона может
осуществиться за счет адсорбированной воды при температурах крекинга:
а за счет перестройки гидроксилов -
в хемосорбированную воду:
допускается, что из-за химически
ненасыщенной связи между и образуется
молкулярный комплекс (напри
Похожие работы на - Совершенствование технологии получения адсорбентов из местных полиминеральных глин Магистерская работа. Другое.
Курсовая работа: Внешнеэкономическая деятельность предприятия
Реферат: Ресурсное обеспечение управления персоналом
Дипломная работа: Личностные детерминанты НПУ у представителей стрессогенной профессии. Скачать бесплатно и без регистрации
Реферат: Finale Essay Research Paper The United States
Дипломная работа по теме Речевое воздействие
Курсовая работа по теме Центробежный насос секционный ЦНС 60-99
Сочинение Описание Кабинета Информатики
Цели И Задачи Отчета По Практике
Курсовая Реки России
Курсовая работа по теме Проблема педагогического общения
Реферат: Круговорот
Реферат: Администрация лотошинского муниципального района
Учебное пособие: Методические указания по выполнению контрольной работы Дисциплина
Курсовая работа по теме The development of profile education in Kazakhstan
Реферат: Железный век на Дальнем востоке
Реферат: Информационные аспекты устойчивого развития промышленного предприятия
Курсовая работа по теме Многодетные семьи (на примере Ярославской области)
Курсовая работа: История формирования и развития политического PR. Скачать бесплатно и без регистрации
Реферат по теме Блюда из жареной птицы
Дипломная работа по теме Управление системой распределения продукции на предприятии на материалах ОАО 'Автоагрегат'
Курсовая работа: Заработная плата 14
Реферат: St Augustine Confessions Essay Research Paper Saint
Курсовая работа: Разработка мультимедийного сайта