Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Влияние химического модифицирования, термических и плазмохимических обработок Rh, Ir, Ni и Cu на их каталитические и адсорбционные свойства Псху Зурида Владимировна

Влияние химического модифицирования, термических и плазмохимических обработок Rh, Ir, Ni и Cu на их каталитические и адсорбционные свойства
<
Влияние химического модифицирования, термических и плазмохимических обработок Rh, Ir, Ni и Cu на их каталитические и адсорбционные свойства Влияние химического модифицирования, термических и плазмохимических обработок Rh, Ir, Ni и Cu на их каталитические и адсорбционные свойства Влияние химического модифицирования, термических и плазмохимических обработок Rh, Ir, Ni и Cu на их каталитические и адсорбционные свойства Влияние химического модифицирования, термических и плазмохимических обработок Rh, Ir, Ni и Cu на их каталитические и адсорбционные свойства Влияние химического модифицирования, термических и плазмохимических обработок Rh, Ir, Ni и Cu на их каталитические и адсорбционные свойства Влияние химического модифицирования, термических и плазмохимических обработок Rh, Ir, Ni и Cu на их каталитические и адсорбционные свойства Влияние химического модифицирования, термических и плазмохимических обработок Rh, Ir, Ni и Cu на их каталитические и адсорбционные свойства Влияние химического модифицирования, термических и плазмохимических обработок Rh, Ir, Ni и Cu на их каталитические и адсорбционные свойства Влияние химического модифицирования, термических и плазмохимических обработок Rh, Ir, Ni и Cu на их каталитические и адсорбционные свойства
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Псху Зурида Владимировна. Влияние химического модифицирования, термических и плазмохимических обработок Rh, Ir, Ni и Cu на их каталитические и адсорбционные свойства : Дис. ... канд. хим. наук : 02.00.04 : Москва, 2003 178 c. РГБ ОД, 61:04-2/91-X

Содержание к диссертации

Введение

Глава 1. Литературный обзор

1.1. Действие плазмы на поверхность твердых тел. 7

1.1.1. Физические характеристики процессов. 8

1.1.2. Распределение по глубине проникновения внедренных ионов и дефектов . 11

1.1.3.Изменение поверхности твердого тела под действием плазмы. 13

1.2.Параметры низкотемпературной плазмы тлеющего разряда в кислороде и аргоне. 14

1.3.Безэлектродная плазма высокочастотного разряда. 15

1.4.Применение плазмы для модифицирования катализаторов. 17

1.5.Влияние термообработок катализаторов на их каталитическую активность. 19

І.б.Биметаллические каталитические системы 21

1.7.Каталитическое превращение предельных углеводородов на металлах VIII группы 27

1.8.Родий и иридий как катализаторы реакции окисления СО. 31

1.9.Дегидрирование изопропилового спирта. 34

І.ІО.Квантово-химические кластерные модели. 35

1.11.Активированная адсорбция газов на металлах. 38

1.12.0собенности адсорбции водорода на никеле. 40

Глава 2. Экспериментальная часть

2.1.Исследуемые образцы.

2.1.1.Медно-иридиевые и родиевые нанесенные на силикагель катализаторы 42

2А.2Лленки Rh uRh-Cu. 43

2.1.3.Промышленный катализатор АП-64. 44

2,1.4. Медно-рениевые катализаторы 44

2.1.5.Образец пеноникеля. 44

2.2.Методики предварительных обработок исследуемых образцов.

2.2.1. Обработка в низкотемпературной кислородной плазме тлеющего разряда .45

2.2.2. Обработка в безэлектродной плазме высокочастотного разряда в водороде. 46

2.2.3.Термические обработки. 47

2.3.Методика адсорбционных и кинетических опытов.

2.3.1.Схемы вакуумных установок. 48

2.3.2.Определение адсорбции вещества методом натекания через капилляр. 50

2.3.3.Методша десорбционных опытов. 53

2.3.4.Методика кинетических опытов. 54

2.4.Методика храматографических опытов.

2.4.1.Хроматографическое изучение реакции окисления СО. 55

2.4.2.Методикахроматографического изучения превращения н-гексана на нанесенных катализаторах 56

2.4.3.Хроматографический анализ продуктов каталитического превращения изопропанола 58

Глава 3. Влияние термических и плаз мохи мических обработок на каталитические свойства металлов .

3.1.Каталитическое окисление монооксида углерода. 60

3.1.1. Реакция на нанесенных медно-иридиевых катализаторах . 61

3.1.2.Квантово-химический анализ кластерных моделей 66

3.2.Каталитическая дегидроциклизация н-гексана.

3.2.1 Превращение на нанесенных иридиевом и медно-иридиевом катализаторах. 69

3.2.2 Реакция на медно-родиевой пленке 77

3.2.3. Превращение н-гексана на нанесенных родиевом, церий-родиевом, гадолиний-родиевом катализаторах 84

3.2.4. Реакция на промышленном катализаторе АП-64 96

3.3. Реакция дегидрирования изопропилового спирта.

3.3.1. Превращение на нанесенных медном и медно-рениевых катализаторах. 103

3.3.2. Квантово-химический анализ реакции дегидрирования пропанопа-2. 116

Глава 4. Влияние термических и плазмохимических обработок на адсорбционные свойства никеля .

4.1. Обратимая активированная адсорбция н-гексана на пеноникеле.

4.1.1. .Изотермы и изобары адсорбции. 126

4.1.2. Термодинамическаямодель активированной адсорбции 131

4.1.3.Влияние плазмохимической обработки на состояние поверхности пеноникеля 139

4.2. Десорбция водорода с поверхности пеноникеля. 147

Заключение , 159

Выводы 160

Литература

Введение к работе

Формирование поверхностных структур, обеспечивающих увеличение активности, селективности и стабильности работы катализатора может быть результатом модифицирования поверхности катализатора путем предварительных плазмохимических и термических обработок, а также за счет промотирующих добавок. Известно, что низкотемпературная плазма применяется для активирования катализаторов, для их регенерации и для синтеза каталитически активных порошков. Однако число таких работ сравнительно невелико.

Ранее в работах нашей лаборатории было показано, что при введении на поверхность родия и никеля малых количеств таких металлов как медь и серебро за счет изменения электронного состояния поверхности основного металла наблюдалось увеличение активности родия в реакциях окисления монооксида углерода и дегидроциклизации н-гексана и в реакции гидрирования этилена на никеле. Наблюдалось также влияние быстрого и медленного охлаждения металла от температуры выше температуры интенсивной поверхностной подвижности атомов (температуры Таммана) на скорость этих реакций.

При изучении адсорбции монооксида углерода и водорода на никеле, родии и других металлах была обнаружена обратимая активированная адсорбция, которая проявлялась в увеличении количества адсорбата (при постоянном равновесном давлении) с ростом температуры.

Представлялось интересным продолжить исследование влияния модифицирования поверхности на каталитические и адсорбционные свойства металлов. В нашей работе изучалось влияние добавок меди к иридию, РЗМ к родию и плазмохимических обработок на их каталитическую активность в отношении реакций окисления СО и дегидроциклизации н-гексана.

Определялись результаты действия термообработок медно-родиевой пленки и плазмохимических обработок алюмоплатинового катализатора в реакции дегидроциклизации н-гексана. Комплексное воздействие промотирующих добавок рения к медному катализатору и плазмохимических обработок медно-рениевых образцов изучалось в реакции дегидрирования пропанола-2. Изучалось также влияние различных предварительных обработок поверхности массивного никеля на характер адсорбции н-гексана и десорбции водорода.

Цель работы — оценить влияние термических и плазмохимических обработок родиевых и иридиевых, содержащих медь, а также медно-рениевых катализаторов на их характеристики в реакциях окисления СО, дегидроциклизации н-СбН14, дегидрирования пропанола-2. Определить параметры обратимой активированной адсорбции н-гексана на массивном никеле и характеристики десорбции водорода с поверхности никеля в зависимости от плазмохимических и термических обработок.

Изучение каталитических реакций на нанесенных на различные
носители катализаторах проводили с использованием

хроматографического анализа реакционной смеси. Кинетику реакции дегидроциклизации н-гексана на Rh-Cu пленке изучали по изменению давления образующегося водорода в вакуумной установке. Адсорбцию н-гексана изучали методом натекания через капилляр. Экспериментальные данные были дополнены расчетами кластерных моделей с использованием расширенного метода Хюккеля по Хоффману (РМХ) и неограниченного метода Хартри-Фока (UHF).

Распределение по глубине проникновения внедренных ионов и дефектов

При обработке поверхностей катализаторов и адсорбентов используют преимущественно низкотемпературную плазму тлеющего разряда в газах. Обычно разряд происходит в Н2, N2, 02 или аргоне.

Преимущества воздействия низкотемпературной плазмы тлеющего разряда на твердое тело обусловлено режимом ее существования: низкие давления плазмообразующих газов (0,1-2 мм.ртхт.), низкие температуры (373-673 К), малые времена воздействия (от нескольких секунд до десятков минут), достаточно большие концентрации активных частиц. Плазма тлеющего разряда неизотермична: электронная температура -1000 К, а тяжелых частиц - близка к комнатной [14]. Тлеющий разряд в кислороде не устойчив, наблюдается несколько форм существования разряда при близких параметрах, происходит возникновение широкого набора активных частиц в результате возбуждения кислорода [15]. Наряду с атомами и молекулами кислорода в различных возбужденных состояниях обнаружено присутствие молекул озона и частиц О/, 04\ Об+, Об"- Наибольшей химической активностью обладают атомы кислорода О (3Р) и метастабильные молекулы 02 (lAg), в окислительных процессах всегда участвует озон.

В аргоновой плазме активных частиц гораздо меньше, чем в кислородной, кластеры аргона существуют в основном электронном состоянии. Сродство атома аргона к электрону равно нулю. Восстановительные свойства для частиц аргона не характерны. Энергия низшего возбужденного состояния достаточна для ионизации при столкновении с нейтральными частицами. Воздействие аргоновой плазмы на материалы имеет в основном физическую природу, и температура ее ниже, чем кислородной плазмы [16].

Безэлектодная плазма высокочастотного разряда. Получение безэлектродной плазмы высокочастотного разряда относится к индукционным методам, основанным на использовании явления электромагнитной индукции [17]. Через катушку-соленоид пропускают ток высокой частоты. Под действием переменного магнитного поля этого тока внутри катушки, направленного вдоль её оси индуцируется вихревое электрическое поле, которое, в свою очередь может зажигать и поддерживать плазму. На практике в катушку вставляют диэлектрическую трубку, наполненную исследуемым газом, и при соответствующих условиях в газе возникает пробой, и может стационарно гореть однажды зажженный разряд. На основе индукционных разрядов созданы безэлектродные плазмотроны, которые обладают рядом важных преимуществ по сравнению с дуговыми. В отличие от последних, где плазма неизбежно загрязняется продуктами разрушения электродов, в безэлектродных плазма получается чистой, что открывает большие возможности для плазмохимического производства сверхчистых соединений, гранул тугоплавких веществ также высокой чистоты, тонкой металлургии. Время работы безэлектродных плазмотронов практически не ограничено, тогда как в дуговых большой мощности быстро разрушаются и выходят из строя электроды. Но, конечно, реализация мощного ВЧ разряда — дело гораздо более сложное, чем осуществление разряда постоянного тока. И источники питания (мощные ламповые генераторы мегагерцевого диапазона) сложнее, дороже и капризнее.

Вопрос о величине и пространственном распределении температуры плазмы в индукционном разряде представляет двоякий интерес [17]. Как и в случае дуги постоянного тока, это важно для понимания физических закономерностей поддержания плазмы полем и для практических приложений. Но кроме того, в ВЧ случае возникает и иная проблема, не свойственная разрядам постоянного тока, - необходимо согласовать разряд, как нагрузку, с ВЧ генератором, без чего последний не может эффективно работать. Такие электрические параметры плазменной нагрузки, как омическое сопротивление, самоиндукция, взаимоиндукция, характеризующая магнитную связь с индуктором, а они влияют на работу всей электрической системы в целом, - непосредственным образом связаны с величинами и распределением температуры и токов в разряде.

При индукционном возбуждении высокочастотного разряда возбуждающее поле максимально у стенок разрядной трубки, что оказывает влияние на условия баланса электронов и тем самым — на локальные и усредненные характеристики плазмы. Наличие пограничных скачков потенциала в высокочастотном разряде не только изменяет условия обработки материалов в этой зоне, но и оказывает влияние на ионизацию в квазинейтральной плазме и её свойства [18].

Медно-рениевые катализаторы

Различным видам обработок подвергался промышленный катализатор АП-64 для выявления их влияния на его активность и селективность в реакции дегидроциклизации н-гексана. Промышленный катализатор АП-64 состава Pt(0,62% масс.)/ у-А12Оз был представлен в виде цилиндрических гранул 2x5 мм.

Каталитическое дегидрирование изопропанола изучали на нанесенных на сибунит медно-рениевых катализаторах. Образцы были приготовлены методом пропитки сибунита. Сибунит - гранулированный пироуглерод со следующими характеристиками: рнас=0,6 г/см3; Syj(no )=680 м /г; Syfl(no фенолу)=23 0 м /г [88]. Данный носитель пропитывали растворами NH4Re04 и ускуснокислой соли меди. Образцы, высушенные при 120С, перед опытом восстанавливались в токе Н2 при 500С. Таким образом, были приготовлены нанесенные на сибунит биметаллические катализаторы, содержащие Re и Си различного состава, которые обладали стабильной и долгосохраняющейся каталитической активностью. Поверхность сибунита, а также поверхность катализаторов до и после различных обработок определяли по адсорбции N2 при 77 К методом БЭТ

Образец пеноникеля В вакуумной установке изучалась адсорбция н-гексана на массивном никеле. Используемый образец пеноникеля имел структуру пентододекаэдра, открыто-пористый каркас: плотнейшая упаковка ячеек шаров, средний диаметр от 0.5 до 5 мм. Доля свободного объема 80-98%; объемная плотность ОД-0,Зг/см3; размеры ячеек 0.2-2 мм; удельная поверхность 0.5 м /г Подготовка образца к работе заключалась в следующем. Сначала навеску выдержали в эфире, затем в спирте и далее образец промыли дистиллированной водой. После высушивания пеноникель помещался в реактор.

Методики предварительных обработок исследуемых образцов.

Применяли предварительные обработки исследуемых образцов: обработка низкотемпературной плазмой тлеющего разряда в газе (О2, Аг, №), различные варианты термообработок, а также комбинации таких воздействий с целью определения их влияния на каталитические и адсорбционные характеристики изучавшихся металлических систем. 2.2.1. Обработка катализаторов в низкотемпературной кислородной плазме тлеющего разряда {проточные условия).

Плазмохимическую обработку проводили в зоне горения тлеющего разряда в вакуумной проточной электроразрядной установке переменного тока с частотой 50 Гц. Для этой цели использовался реактор, изображенный на рис.1, позволяющий обрабатывать твердые образцы с параллельным измерением температуры. Электроды находились вне зоны протекания реакции и во время горения разряда, охлаждались водой. Образцы в виде порошка слоем толщиной 1 -5 мм помещали на кварцевую лопатку (2). Проточный режим работы обеспечивал отвод газообразных

Катализаторы были приготовлены в институте органической ХИМИИ ИОХ РАН им.М. Д. Зелинского доктором химических наук, профессором М.А.Ряшенцевой; автор благодарит М.А.Ряшенцеву за помощь. " Девочкин А.И., Пестряков А.И. и др7/ ЖПХ. 1992. T.65. №2. С.275. Образец пеноникеля предоставлен А.И. Пестряковым, которому автор выражает благодарность.

" Плазменная обработка образцов катализаторов была проведена в лаборатории газовой электрохимии н катализа Химия, факультета МГУ. Т.В.Ягодовской, которой автор выражает благодарность. продуктов с последующей их конденсацией в низкотемпературной ловушке при 77 К. Откачку образца проводили до 10"4 мм.рт.ст., ток разряда 200 мА, давление кислорода 0.5-1.5 мм.рт.ст., напряжение 1.8 кВ. Время разряда 15 минут при 433 К. При этом наблюдалось фиолетовое и голубое свечение. После опыта образец охлаждали до комнатной температуры.

Схема реактора для обработки катализаторов в плазме тлеющего разряда в кислороде: 1-карман для термопары; 2-кварцевая лопатка для образцов; 3-электроды; 4-охлаждение; 5-подача газов; 6-откачка.

Для этого предварительно создав в ячейке остаточное давление водорода 2хЮ" мм.рт.ст, реактор с образцом на кварцевой лопатке (1) помещали в медную катушку (2), которая одним концом была присоединена к генератору частот «Экран-1» (3). Для безопасности реактор с катушкой экранировался металлической сеткой (4). При включении генератора частоты ( 68 МГц) в ячейке зажигалась плазма.

Рис.2 Схема реактора для обработки в безэлектродной высокочастотной плазме в водороде: 1-кварцевая лопаточка для образцов; 2-медная катушка; 3-генератор частоты («Экран-1»); 4-металлическая сетка.

Время разряда составляло 15 минут и во время горения разряда происходил небольшой нагрев реактора от комнатной температуры до температуры — 343 К. После обработки ячейку откачивали, вместо металлической сетки устанавливали печь и проводили десорбционные опыты на обработанных образцах.

Термические обработки.

Термические обработки исследуемых образцов заключались в их отжиге и закалке от температуры Таммана (или выше этой температуры). Температура Таммана или температура рекристаллизации это температура порядка 1/3 температуры плавления металла, которая соответствует подвижности поверхностных атомов металла, количество которых определяется равновесием с моноатомными ступенями роста. Закалка — резкое охлаждение образца (за одну-две минуты) до температуры жидкого азота. Отжиг - медленное охлаждение образца (за один час) до комнатной температуры. В обоих случаях образец перед охлаждением выдерживали при температуре Таммана (или при более высокой) в течение 15 минут. Температура Таммана для Rh - 760 К (Тт 0,34ТШ!, а Тпл=2236 К). Для никеля Тт= 0,34ТПЛ=587 К (Тпл=1726 К) [90].

Методика адсорбционных и кинетических измерений. Данный раздел посвящен рассмотрению схем вакуумных установок и методик, которые использовались, для изучения адсорбции н-гексана на массивном никеле, десорбции водорода с поверхности пеноникеля, а также для изучения кинетики реакции дегидроциклизации н-гексана на медно-родиевой пленке.

Реакция на нанесенных медно-иридиевых катализаторах

Анализ продуктов превращения н-гексана на нанесенных катализаторах проводили на лабораторном газовом хроматографе ЛХМ-8МД, в изотермическом режиме (Т=403 К) с использованием насадочных колонок, наполненных полисорбом-1, длиной 2 м и средним диаметром 3 мм. Для детектирования выходящих из колонки веществ использовали детектор по теплопроводности (9) с последующей регистрацией результатов анализа на ленте электронного регистратора.

Рис.6 Схема хроматографической установки для изучения каталитического превращения н-гексана: 1-реактор; 2-барбатер; 3-особо точный игольчатый кран; 4-капилляр; 5-манометр; 6-кран дозатор; 7-испаритель; 8-колонки насадочные; 9-детектор по теплопроводности; 10-блок подготовки газа; 11-блок-анализатор.

Хроматограф был откалиброван по н-гексану путем ввода вещества шприцем через резиновое уплотнение испарителя, в котором известное количество жидкой пробы н-гексана быстро испаряется, подхватывается потоком газа-носителя и вносится в колонку. Количество вещества в реакционной смеси определяли по формуле iKKSyirw где К- коэффициент пересчета, моль/мм ; S- площадь пика, мм ; mmet- масса металлической части катализатора в граммах; п- количество вещества на единицу массы металлической части катализатора, моль/г.

Средняя относительная ошибка в определении количества вещества, полученная из анализа параллельных измерений путем деления средней квадратичной ошибки на среднее значение, составляет 5.8%. Коэффициент пересчета для н-гексана был оценен методом МНК непосредственно из данных калибровки. Для других веществ коэффициенты пересчета были рассчитаны с использованием весовых поправочных коэффициентов [95].

Перед началом работы хроматограф прогревался в течение 40 минут и одновременно устанавливалась заданная температура реактора.

Каталитическая установка работает в импульсном режиме, то есть реактор (1) находится в цепи хроматографа - между краном дозатором (6) и рабочей колонкой (8), в токе газа-носителя - Не. При фиксированной температуре реактора на катализатор подается порция н-гексана, объем которого определяется дозирующей петлей, на колонке происходит разделение продуктов реакции. Превращение н-гексана изучали при различных температурах катализатора в интервале 623-773 К.

Предварительно проводили хроматографический анализ возможных продуктов реакции и фиксировали их времена удерживания. По уменьшению площади пика исходного вещества судили о степени его превращения, а по появлению новых пиков о направлении реакции.

Дегидрирование пропанола-2 на нанесенных на сибунит медно-рениевых катализаторах изучалось также на хроматографе ЛХМ-8МД, в изотермическом режиме (Т=357 К) насадочных колонок, наполненных полиэтиленгликолем (5%) на диатомите - рабочая колонка и полисорбом-1 - колонка сравнения. Хроматограф работал в проточном режиме, то есть в реактор (1), который находится до крана-дозатора (6) непрерывно подается исходная смесь гелия и изопропанола. При заданной температуре из реактора отбирается проба, объем которой определяется дозирующей петлей и на рабочей колонке (8) происходит разделение продуктов реакции. Пробы отбираются при различных температурах реакции. Хроматограф был предварительно откалиброван по изопропанолу и по ацетону. Количество изопропанола и ацетона рассчитывали по формуле: n=(KSWiV)/mmet, где К- коэффициент пересчета от площади пика к количеству вещества, моль/мм ; S- площадь пика, мм ; W- скорость газа-носителя, мл/час; V- объем образца катализатора, мл; mmrt- масса металлической части катализатора, мг; п- количество вещества, отнесенное к единице массы катализатора, за единицу времени, моль/гчас.

Среднее значение относительной ошибки в определении количества изопропанола составляет 3%, а для ацетона эта величина составляет 7%. Глава 3. Влияние термических и плазмохимических обработок на каталитические свойства металлов.

В третьей главе обсуждаются результаты, полученные при изучении каталитических свойств металлических систем, в зависимости от вида их предварительной обработки, от добавления второго металла в качестве промотора и от количества промотирутощих добавок. Изучались реакции каталитического превращения монооксида углерода, н-гексана и пропанола-2, в качестве катализаторов использовались иридий, родий, платина и медь, а промоторами были добавки меди, РЗМ (гадолиний и церий) и рений. Выбор изучаемых реакций обусловлен тем, что они различаются по сложности их механизмов: относительно простая реакция окисления СО, более сложный процесс — дегидрирование пропанола-2 и наиболее сложный процесс — дегидроциклизация н-гексана.

Представлялось интересным оценить роль модифицирующих факторов в таких различных процессах, не ограничиваясь относительно простыми реакциями.

При анализе результатов в дальнейшем мы использовали обработку данных экспериментов в координатах уравнения Аррениуса (при малых степенях превращения), отдавая себе отчет в том, что экспериментальные энергии активации — кажущиеся (они включают в себя теплоты адсорбции промежуточных продуктов), столь же сложными являются и предэкспоненты.

Термодинамическаямодель активированной адсорбции

Вероятно, это происходит следующим образом: при сближении молекулы изопропилового спирта с поверхностью меди с последней удаляется наименее прочно связанный атом водорода. Энергетический баланс такого процесса складывается из выигрыша в энергии за счет "перехода" атома водорода из наименее выгодного положения в наиболее выгодное (-200 кДж/моль), и проигрыша в энергии при распаде изопропилового спирта на ацетон и молекулярный водород (—-71 кДж/моль ). Следовательно, выигрыш в энергии составляет —130 кДж/моль. Поскольку этап 2 дает выигрыш в энергии —134 кДж/моль, то направления 2 и 3 могут конкурировать.

При насыщении поверхности меди адсорбированными на ней атомами водорода путь 2 приостанавливается, и далее процесс дегидрирования изопропилового спирта протекает по пути 1. Таким образом, предположение, что основная стадия реакции дегидрирования пропанола-2 протекает с участием адсорбированного водорода, согласуется с результатами наших расчетов.

Заключение. Если допустить наличие связей Cu-Re в активных центрах, то роль атомов рения как в исходных, так и в образовавшихся после плазмохимической и термических обработок структурах можно свести к двум обстоятельствам. Во-первых, это стабилизация структуры активных центров, как указывалось в работе [71] и подтвердилось нашими опытами, которые показали, что время сохранения постоянной активности у медно-рениевого катализатора больше, чем у медного. Во-вторых, совместное действие атомов рения и адсорбированного атома водорода, входящих в состав активного центра, можно объяснить, принимая во внимание, что работа выхода электрона для рения 5 эВ, а для меди 4.4 эВ [90]. При контакте атомов Re и Си, атом меди поляризуется положительно, это может облегчить смещение электрона от атома С в группе С-Н к атому меди в активном центре и его дальнейшее смещение к адатому водорода, что, в свою очередь, должно способствовать взаимодействию адатома водорода с положительно поляризованным атомом водорода гидроксильной группы.

Результаты наших квантово-химических расчетов показали, что если атом водорода заранее присутствует на поверхности металла, то реакция может протекать по схеме, представленной на рис.40. Если активный центр не содержит атома водорода, реакция может протекать по пути, изображенном на рис.39, когда молекула изопропилового спирта сначала адсорбируется, затем она превращается в ацетон, а отщепленные атомы водорода остаются на поверхности кластера. Следующей стадией является взаимодействие новой молекулы изопропилового спирта с медным кластером с адатомами водорода на поверхности.

Данная глава посвящена изучению влияния термических и плазмохимических обработок на характеристики адсорбции газов на металлах. Поскольку ранее при адсорбции №, СО, CHt, С2Н4 на поверхности массивных и дисперсных металлов (Ni, Rh, Та) в форме фольги, пленок и ультрадисперсных порошков наблюдалась обратимая активированная адсорбция, представлялось интересным провести детальное исследование адсорбции на поверхности металла достаточно крупных молекул, внедрение которых в подповерхностный слой полностью исключено, что предполагалось при адсорбции приведенных выше газов. В качестве адсорбата был выбран н-гексан, а в качестве адсорбента - массивный никель в форме пеноникеля. В данной главе рассматриваются также результаты, полученные при изучении влияния различных видов обработки на кинетику десорбции водорода с поверхности пеноникеля. 4.1. Обратимая активированная адсорбция н-гексана на пеноникеле.

Обратимая адсорбция - экзотермический процесс, поэтому с увеличением температуры количество адсорбата при постоянном равновесном давлении уменьшается, то есть изобары адсобции имеют отрицательный наклон. Однако ранее наблюдались и более сложные зависимости: активированная адсорбция (положительный наклон изобар) или сочетание обычной и активированной адсорбции, когда изобары адсорбции проходят через минимум [80].

Похожие диссертации на Влияние химического модифицирования, термических и плазмохимических обработок Rh, Ir, Ni и Cu на их каталитические и адсорбционные свойства