Введение к работе
АКТУАЛЬНОСТЬ ПРОБЛЕМЫ. Широкое применение основних ісата-лизаторов в органическом синтезе позволяет получать самые разнообразные продукты. Применение же гетерогенных катализаторов с центрами заданной природи, с требуемой каталитической активностью, имеющих високую концентрации активных центров на поверхности и в объеме катализатора, с пространственной структурой, допускающей участие в реакции только молекул субстрата заданного размера, позволяет упростить технологический процесс, избежать стадий приготовления и выведения катализатора из реакционной смеси, улучшить производительность и аппаратурное оформление процесса.
Вместе с тем, в настоящее время практически неизвестны катализаторы, обладающие основными свойствами, нерастворимые в реакционной смеси, стабильные в реакционных условиях. Поиск таких катализаторов может оказаться успешным среди веществ неорганической природы, проявляющих основное свойства в широком диапазоне рН.
Работа выполнялась по координационному плану по проблеме "Нефтехимия" АН СССР на 1981-1985 гг., п. 2.9.5.1., целевым комплексным программам ГКНТ 0.Ц.015, задание 01.06., и 0.Ц.014, задание 01.Н2.
ЦЕЛЬ РАБОТЫ. Разработка принципов подхода к созданию основных катализаторов органического синтеза, изучение и моделирование связи структуры твердого тела с его каталитическими свойствами, разработка методов оценки основных и каталитических свойств гетерогенных катализаторов, поиск и создание новых каталитических систем, исследование каталитических процессов с их участием, разработка методов управления активностью и селективностью основных гетерогенных катализаторов.
НАУЧНАЯ НОВИЗНА. Впервые предложены в качестве гетерогенных основных катализаторов неорганические соединения из
классов двойных гкдрокоидов, ыеркарбидов, двойных солей, по-лициаяидов, обращенных цеолитов, изучена ик каталитическая активность.
Впервые проведена оценка распределения основных активных центров для основных гетерогенных катализаторов различного типа, показана связь о их селективностью и активностью в каталитической реакции.
Разработана модель возникновения активного каталитического центра, полученная модель иопольвована для создания новых высокоэффективных катализаторов. Доказано протекание различных типов реакций на основных центрах различной природы.
Разработаны методы управления активностью и селективностью катализаторов.
Установлена вависимость структуры гетерогенного катализатора от различных параметров и использование структуры в реакциях органического синтеза.
Изучены особенности протекания процессов органического синтева на всех предложенных основных гетерогенных катализаторах.
Предложен обіций принцип создания основного гетерогенного катализатора для конкретных основно-каталитических реакций.
ПРАКТИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ. Созданные модели зависимости числа активных центров от степени изоморфного замещения в структуре твердого тела позволяют объяснить наличие каталитических свойств у '.иердык тел различной природы, предсказать и рассчитать силу и число основных каталитических центров у вновь создаваемого катализатора. Предложенный подход к определению основности ттердых тел позволяет получать полную информацию и типе, силе и числе активных центров в катализаторе. Стала возможной разработка катализатора с заранее изданными каталитическими и селективными свойствами. Раарзботана технология получения твердых веществ с заданными каталитическими, фиаико-л-шическими зі структурными свойствами.
АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Результаты работы были .доложены на Всесоюзных конференциях по 1MB и сырью для их производства (Волгодонск, 1984; Шебекино, 1988), Всесоюзной конференции "Применение ионообменных материалов в промышленности" (Воронеж, 1936), Региакалыюй конференции по химии и химической технологии (Одесса, 1987), Всесоюзных семинарах по синтезу и использованию неорганических сорбентов (ичлябинск, 1988, 1930. 1991), Всесоюзном совещании по извлечению микрокшпо-нентов твердыми сорбентами (Саки, 1987), 1st International symposium "Heterogeneous catalysis and fine chemicals" (Pol-tiers, 1988), Second symposium on technology of catalysts and catalytical processes (Szszecin, 1989), Всесоюзной конференции "Физхимия - 90" (Москва, 1990), 28th, 9th & 30th International conferences on coordination chemistry (Yene, 19S0; Lausanne, 1992; Kyoto, 1994), Региональных научно-практических конференциях (Мариуполь, 1993, 1996).
ПУБЛИКАЦИИ. Основные материалы исследовании изложены в 25 публикациях.
СТРУКТУРА И ОБЪЕМ РАБОТЫ. Диссертационная работа состоит из введения, постановки эадачи исследования, двух частей, выводов, изложена на 318 страницах машинописного текста, содержит список цитированной литературы (216 названий), 61 рисунок, 66 таблиц.