Введение к работе
Актуальность пройдеш. Подвижность кислорода оксидного катализатора долана играть важную роль в процессах селективного окисления, что связывается как с участием кислорода катализатора в образовании продуктов селективного окисления, так и с необходимостью быстрой трансформации поверхностных активных форм, ведущих деструктивное окисление, в решЗточный кислород. Вместе . с тем, работ, посвящбнных исследованию диффузии кислорода в оксидных катализаторах мало, причём большая часть их выполнена в условиях, не соответствующих реальным каталитическим. В основном изучалась ' методом изотопного обмена кислорода лишь самодиффузия кислорода, связанная с перераспределением изотопов кислорода в оксиде, находящемся в состоянии равновесия с кислородом газовой фазы.
Однако в процессах селективного каталитического окисления поверхность оксидного катализатора, как правило, значительно . восстановлена. При этом концентрация кислородных вакансий.' в , поверхностных слоях может быть существено выше оЬьбмной, -а скорость диффузии может на порядки отличаться при изменении концентрации вакансий .
Поэтому систематическое изучение диффузии кислорода в катализаторах селективного окисления при восстановлении поверхности представляет большой интерес.
Целью работы являлось " изучение диффузии кислорода : в различных типах оксидных катализаторов селективных превращений органических соединений, работащих в разных температурных, областях, при восстановлении поверхности.
Научная новизна. '
В диссертации впервые, были определены эффективные коэффициенты диффузии при восстановлении поверхности и при ' температурах работы катализаторов в соответствующих реакциях селективных превращений в'. широком круге оксидных катализаторов': селективного окисления, окислительного, аммонолиза, окислительного дегидрирования, окислительной димеризации насыщенных и ненасыщенных углеводородов (v-Mo-ci,
Bi-Ho-O, Pe-Sb-O, Sn-Sb-O, Bi-Sn-O, Bi-Sb-O, V-P-O, Ga-Sb-O,
Sm-Mg-o, Mg-o системах).
Впервые было показано, что эффективные коэффициенты диффузии, определённые при оптимальных температурах работы катализаторов в соответствующих реакциях, близки между собой. Для всех изученных систем была рассчитана максимальная скорость диффузии кислорода и сопоставлена со скоростью селективного превращения. Впервые было показано, что почти все изученные системы, за исключением Sm-Mg-o и Mg-o катализаторов окислительной димеризации метана, в условиях реакции обладают скоростью диффузии кислорода, достаточной, для проведения реакциий через быструю диффузию кислорода катализатора.
На основании полученных данных сделан вывод о том, что диффузия кислорода катализатора является одним из важнейших факторов, определяющим возможность использования оксидной системы в качестве катализатора селективного окисления.
Апробация работы.
Результаты работы докладывались на семинарах Института катализа СО РАН, они обсувдались на всесоюзной школе по химической физике гетерогенных процессов (1991), докладывались также на конференции стран содружества по кинетике гетерогенно-каталитических реакций "Кинетика-5" (1992).
- Публикации по работе.
. ' Результаты работы опубликованы в зарубежных и отечественном журналах. По материалам диссертации опубликовано 3 научных работы.
Структура и объем работы.