Синтез композитов типа "ядро-оболочка" на основе цеолитов структурных типов BEA и MFI

Лузина Е.В., Шаманаева И.А., Пархомчук Е.В.

2-9

В работе синтезированы наноразмерные кристаллы силикалита-1 и микроразмерные кристаллы цеолита бета, а также их композиты путем нанесения наноразмерных кристаллов силикалита-1 на кристаллы цеолита бета c последующей докристаллизацией «оболочки» в гидротермальных условиях. Полученные материалы охарактеризованы с помощью набора физико-химических методов. При покрытии цеолита бета инертной оболочкой силикалита-1 наблюдается уменьшение вклада микропор, а также снижение общей кислотности образца и исчезновение высокотемпературных кислотных центров.

Изучение кристаллизации цеолитов в присутствии дичетвертичных алкиламоннийных солей на основе диметилэтаноламина

Цаплин Д.Е., Наранов Е.Р., Куликов Л.А., Левин И.С., Егазарьянц С.В., Максимов А.Л., Караханов Э.А.

10-18

В работе был изучен синтез цеолитсодержащих материалов с различным структурным типом (MFI, MEL, MTW) с помощью гидротермального метода с применением органических темплатов на основе четвертичных солей полиметилендиаммония. Полученные материалы были охарактеризованы широким спектром физико-химических методов анализа: РФА, низкотемпературная адсорбция-десорбция азота, ТПД аммиака, ИК, РЭМ, РФЛА, ПЭМ, твердотельная спектроскопия ЯМР на ядрах 27Al, ИК-спектроскопия адсорбированного пиридина. Было установлено влияние темплата на структуру получаемого материала.

Роль промежуточных алюмофосфатных фаз в управлении морфологией и вторичной пористой структурой молекулярного сита AlPO4-11

Аглиуллин М.Р., Кутепов Б.И.

19-28

В работе изучено влияние старения исходного алюмофосфатного геля на формирование промежуточных фаз и их последующую кристаллизацию в молекулярное сито AlPO4-11. Показано, что, изменяя температуру выдержки от 20 до 140°C алюмофосфатного геля состава: 1.0Al2O3∙1.0P2O5∙1.0DPA•50H2O, возможно формирование аморфных промежуточных алюмофосфатов или алюмофосфатов со слоистой структурой. Показано, что выбор промежуточного алюмофосфата позволяет управлять морфологией AlPO4-11 и характеристиками вторичной пористой структуры. Предложен механизм формирования AlPO4-11 в зависимости от природы промежуточных фаз.

Силикоалюмофосфатные молекулярные сита SAPO-11 и SAPO-41. Синтезы, свойства и применение в гидроизомеризации н-парафинов С16+
Часть 1. Современное состояние исследований в области синтеза силикоалюмофосфатных молекулярных сит SAPO-11 и SAPO-41

Аглиуллин М.Р., Кутепов Б.И., Остроумова В.А., Максимов А.Л.

29-44

В обзоре представлен анализ особенностей структуры и синтеза силикоалюмофосфатных молекулярных сит SAPO-11 и SAPO-41. Обсуждены и сравнены различные типы кристаллизации: по методу «конверсия сухого геля DGC», без растворителя, гидротермальная и сольвентотермическая кристаллизации, кристаллизация в ионной жидкости; обсужден механизм кристаллизации.

Силикоалюмофосфатные молекулярные сита SAPO-11 и SAPO-41. Синтезы, свойства и применение в гидроизомеризации н-парафинов С16+
Часть 2. Современное состояние исследований в области управления морфологией и дисперсностью кристаллов, кислотными свойствами, вторичной пористой структурой и каталитическими свойствами силикоалюмофосфатных молекулярных сит SAPO-11 и SAPO-41 в гидроизомеризации н-парафинов С16+

Аглиуллин М.Р., Кутепов Б.И., Остроумова В.А., Максимов А.Л.

45-62

Во второй части обзора приведены результаты исследований за последние 30 лет в области регулирования кислотных свойств, морфологии и характеристик вторичной пористой структуры, а также применения в гидроизомеризации н-парафинов С16+ силикоалюмофосфатных молекулярных сит SAPO-11 и SAPO-41. Приведены современные представления о механизме формирования кислотных центров в SAPO-11 и SAPO-41, способах управления их силой и концентрацией, морфологией и дисперсностью кристаллов. Описаны последние достижения в области синтеза SAPO-11 и SAPO-41 с иерархической пористой структурой, а именно, применение порообразующих темплатов, модификаторов роста кристаллов и постсинтетических обработок, проанализированы преимущества и недостатки различных способов получения. Приведены каталитические свойства в гидроизомеризации н-парафинов С16+ бифункциональных каталитических систем на основе SAPO-11 и SAPO-41, в том числе иерархических. Описаны перспективы применения бифункциональных каталитических систем на основе SAPO-11 и SAPO-41 в гидроизомеризации базовых масел. Сформулированы основные нерешенные фундаментальные проблемы в синтезе молекулярных сит SAPO-11 и SAPO-41, а также перспективы дальнейшего применения указанных материалов в качестве компонентов высокоэффективных катализаторов для процессов нефтепереработки и нефтехимии.

Влияние катионов металлов на микроструктуру кремнезема, получаемого золь-гель синтезом

Тарасенко Е.А., Лебедева О.Е.

63-66

Методом МУРР исследовано влияние введения при золь-гель синтезе малых количеств катионов металлов на структурные характеристики полученных легированных кремнеземов. Изучено 10 различных катионов. Показано, что в случае легирования катионами кобальта, церия и серебра наблюдается выделение соединений металлов в отдельную фазу. Установлено, что все изученные катионы оказывают влияние на радиус инерции и фрактальную размерность полученных кремнеземов.

31Р ЯМР спектроскопия адсорбированных молекул-зондов как метод определения кислотности молекулярно-ситовых катализаторов

Засухин Д.С., Костюков И.А., Касьянов И.А., Колягин Ю.Г., Иванова И.И.

67-86

В обзоре проанализированы возможности спектроскопии ЯМР твердого тела на ядрах 31Р с вращением под магическим углом (31P ВМУ ЯМР) адсорбированных тризамещенных фосфинов и оксидов фосфинов для исследования кислотных свойств молекулярно-ситовых катализаторов. Рассмотрены основные методологические подходы для идентификации центров разного типа, приведены данные по отнесению сигналов метил-, этил-, н-бутил- и фенилзамещенных фосфинов и их оксидов в спектрах 31Р ВМУ ЯМР к кислотным центрам Льюиса и Брёнстеда на цеолитах разных структурных типов, а также других молекулярных ситах, проанализированы возможности метода для определения силы этих центров и их количества. Показано, что варьированием размера заместителя можно исследовать локализацию и доступность кислотных центров в цеолитах.

Исследование свойств цеолитов типа ZSM-5, модифицированных нанопорошками CexMg1-xAl2O4 в диспропорционировании толуола

Керимли Ф.Ш., Ильяслы Т.М., Мамедов С.Э., Ахмедова Н.Ф., Мамедов Э.С., Махмудова Н.И., Ахмедов Э.И.

87-92

Изучено влияние нанопорошков шпинельной фазы CexMg1-xAl2O4 на текстурные, кислотные и каталитические свойства HZSM-5 в реакции диспропорционирования толуола. Показано, что при модифицировании HZSM-5 нанопорошками CexMg1-xAl2O4 происходит уменьшение концентрации сильных протонных центров, образование новых более сильных апротонных центров и уменьшение объема пор цеолита, что приводит к увеличению стерических препятствий для диффузии о- и м-ксилолов и повышению пара-селективности катализатора. Показана возможность получения п-ксилола с высокой селективностью (65.7-77.3%) путeм диспропорционирования толуола на оптимальном катализаторе 5% Ce0.1Mg0.9Al2O4 -HZSM-5 при конверсии толуола равной 20.3-29.7%.

Влияние содержания связующего на свойства катализаторов алкилирования бензола пропиленом на основе нанокристаллического цеолита ВЕА

Бок Т.О., Андриако Е.П., Иванова И.И.

93-99

Изучено влияние различного количества связующего (гидроокиси алюминия) на совокупность текстурных, кислотных и каталитических свойств катализаторов алкилирования бензола пропиленом на основе нанокристаллического цеолита BEA. Показано, что повышение содержания связующего в образце сопровождается увеличением объема мезопор и снижением объема микро- и макропор. Увеличение количества связующего вещества в катализаторе приводит к снижению, главным образом, концентрации слабых кислотных центров, в то время как концентрация сильных кислотных центров изменяется незначительно. Наблюдаемая закономерность связана с взаимодействием связующего вещества и цеолита в процессе приготовления катализатора и образованием новых кислотных центров. Установлено, что с ростом содержания связующего вещества в катализаторе повышается механическая прочность гранулированных образцов, при этом наблюдается снижение их каталитической активности и стабильности в газофазном алкилировании бензола пропиленом. Показано, что оптимальное содержание связующего Al2O3 в катализаторе составляет около 30 мас.%. Образец с оптимальной концентрацией связующего продемонстрировал стабильную работу во времени в жидкофазном режиме реакции с селективностью по продуктам алкилирования 99.4 мас.%, селективностью по кумолу 91.1 мас.% при 100% конверсии пропилена.

Алкилирование бензола пропиленом на иерархических цеолитах MWW, полученных методом рекристаллизации

Шкуропатов А.В., Попов А.Г., Иванова И.И.

100-107

Изучено влияние типа (NaOH, TMAOH, TPAOH) и концентрации (3-12 ммоль/г) основания на образование мезопор при рекристаллизации цеолита MWW. Показано, что при использовании гидроксида натрия образуются преимущественно цилиндрические мезопоры, а при использовании гидроксидов тетраалкиламмония - щелевидные. Изучено влияние рекристаллизации на каталитическую активность в реакции алкилирования бензола пропиленом. Показано, что щелевидные мезопоры приводят к увеличению активности, а цилиндрические не оказывают существенного влияния на каталитические свойства.

Синтез бутадиена из формальдегида и пропилена на цезиевых солях кремневольфрамовой гетерополикислоты

Пономарева О.А., Матвеева О.Д., Никифоров А.И., Добрякова И.В., Касьянов И.А., Шкуропатов А.В., Иванова И.И.

108-116

Впервые изучен одностадийный газофазный синтез бутадиена из формальдегида и пропилена на Cs-содержащих солях кремневольфрамовой гетерополикислоты, нанесенных на SiO2. Исследование физико-химических свойств катализаторов проводили методами рентгенофлуоресцентного анализа, низкотемпературной адсорбции азота, РФА, СЭМ, рамановской спектроскопии, ТПД NH3. Коксовые отложения изучали методом ТГА-ДТА. Изучение каталитических свойств показало, что увеличение количества атомов цезия в CsxH4-xSiW12O40/SiO2 (х = 0-3) способствует увеличению стабильности работы катализатора во времени, но сопровождается снижением активности и селективности по бутадиену. Селективность по бутадиену на CsH3SiW12O40/SiO составила 51 мол.%.

Адсорбционная активность по СО2 различных катионообменных форм цеолитов LSX и X

Павлова И.Н., Травкина О.С., Гариева Г.Ф., Кутепов Б.И.

117-123

Синтезированы образцы Na, Li, К и Ca-форм дисперсных цеолитов LSX и Х высокой фазовой чистоты и близкой к 100% степени кристалличности. Изучено влияние химической природы и содержания обменного катиона на адсорбционные характеристики пористой структуры полученных катионообменных форм цеолитов LSX и Х по парам воды и бензола. Проведено сравнение количества адсорбируемого диоксида углерода до достижения предельной емкости по СО2 различными обменными формами цеолитов LSX и Х при 25°С из газовоздушных смесей, содержащих 0.04 и 10 об.% СО2.

Галлуазит - природные алюмосиликатные нанотрубки: структурные особенности и адсорбционные свойства

Атякшева Л.Ф., Касьянов И.А.

124-143

В обзоре кратко рассмотрены основные свойства природных алюмосиликатных нанотрубок - галлуазита. Проанализированы и обобщены опубликованные в научной литературе сведения по адсорбционной иммобилизации белков галлуазитом и каталитическим свойствам адсорбционных слоев ферментов на поверхности галлуазита. Обобщены результаты исследований физико-химических свойств нескольких образцов галлуазита, выполненных авторами обзора. Приведены сведения о синтезе цеолитов, мезопористых молекулярных сит и нанотрубок оксидов кремния и алюминия из галлуазита. Рассмотрены возможные пути синтеза галлуазита в лабораторных условиях.

Синтез и фотокаталитические свойства пленочных композитов Cu2O/TiO2 с пространственно упорядоченной наноструктурой

Морозов А.Н., Тхант Зин Пью, Денисенко А.В., Крюков А.Ю.

144-151

Разработан метод получения пленочных композитов Cu2O/TiO2 путем полиольного восстановления ацетилацетоната меди (II), осажденного из газовой фазы при пониженном давлении в упорядоченную пористую матрицу из нанотрубок TiO2. С помощью методов электронной микроскопии показано, что синтезированные пленки состоят из высокоорганизованных нанотрубок TiO2, поверхность которых равномерно покрыта отдельными наночастицами Cu2O размером от 1 до 5 нм. Продемонстрирована возможность получения композитов с контролируемым содержанием Cu2O в пределах от 0.1 до 2.3 мас.%. Установлено, что нанесение наночастиц Cu2O способствует улучшению фотокаталитической активности исходных пористых пленок TiO2. Показано, что зависимость скорости реакции фотокаталитической деструкции фенола от содержания наночастиц Cu2O имеет экстремальный характер с максимумом в области 1.7 мас.%.