Введение к работе
Актуальность темы. Диоксид титана находит широкое применение как в качестве носителя, так и активного компонента катализаторов ряда важных процессов: Клауса, дегидрирования, изомеризации, окислительного аммонолиза и других. В литературе встречаются сведения о проявлении диоксидом титана каталитических свойств при фотовозбуждении, связанных с дефектностью поверхности ТЮг- Однако, синтез высокочистого диоксида титана - достаточно сложная задача. Традиционно используемые хлоридный и сульфатный методы получения ТЮг не удовлетворяют предъявляемым требованиям к чистоте оксида титана, используемого в качестве катализаторов химических и, особенно, фотохимических процессов. Потребности промышленности в новых высокоэффективных катализаторах требуют разработки новых подходов к их приготовлению. Одним из перспективных способов получения диоксида титана, на наш взгляд, может оказаться окисление гидрида титана, для синтеза которого используются особо чистые вещества: титан (чистота 99,99 %) и высокочистый водород, образующийся при пиролизе Ti2MoH.
Ранее было показано, что принципиально новым способом -взаимодействием гидридов интерметаллидов (ГИМС) с минеральными кислотами - могут быть получены высокоэффективные каталитические системы. До сих пор объектами исследований служили ГИМС, в которых гидридообразующими элементами были Zr, Hf, La, Се. Гидриды интерметаллических соединений на основе титана остались практически не изученными. Поэтому несомненный интерес представляет исследование физико-химических и каталитических свойств титаноксидных систем, полученных на основе Ті - Ni - Н.
Цель работы. Исследование особенностей формирования активной поверхности диоксида титана, полученного на основе как гидрида титана, так и системы Ti-Ni-Hx. Изучение влияния условий приготовления на физико-химические и каталитические свойства полученных данным способом систем.
Научная новизна. _ Впервые исследовано влияние водорода гидридных фаз титана на динамику окисления гидридов титана. Показана принципиальная возможность получения высокочистого диоксида титана нетрадиционными способами окисления - в кислородной плазме СВЧ- и тлеющего разряда. Обнаружено, что механизм образования диоксида из гидрида титана зависит от способа окисления ТІНХ. Впервые получены активные каталитические системы на основе ГИМС титана. Изучено влияние условий приготовления на физико-химические и каталитические свойства полученных образцов.
Практическая значимость. Оптимизация условий проведения процесса окисления гидрида титана в низкотемпературной кислородной плазме СВЧ- и тлеющего разряда позволяет получать высокочистый ТіОг- Найденные закономерности формирования активной поверхности катализаторов, полученных на основе Ti-Ni-H, могут быть использованы для селективного проведения структурной и скелетной изомеризации олефинов.
Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались на II Всесоюзном совещании "Научные основы приготовления и технологии катализаторов" (Минск, 1989 г.), на II Международной выставке-семинаре "Катализ-94". Актуальные проблемы производства катализаторов и промышленного катализа (Санкт-Петербург, 1994 г.), на II Международном симпозиуме по теоретической и прикладной плазмохимии (Иваново, 1995 г.), на IV Международной конференции "Водородное материаловедение и химия гидридов металлов" (Кацивели, 1995 г.).
Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 7 печатных работ.
Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 138 страницах машинописного текста, содержит 45 рисунков, 10 таблиц и библиографию из 151 названий. Работа состоит из введения, 3 глав и выводов. Во введении обоснована актуальность темы, сформулированы задачи исследования и основные положения, выносимые на защиту. В первой главе дан анализ литературных данных по свойствам гидридов титана и его никельсодержащих интерметаллических соединений (ИМС), а также физико-химическим и каталитическим свойствам титаноксидных катализаторов. Во второй главе приведены методики получения исходных образцов, методы их физико-химического исследования и проведения каталитических экспериментов. В 3 главе представлены и обсуждены результаты работы.