Введение к работе
-1 -
Актуальность проблемы. В связи с ухудшением экологической ситуации, связанной с воздействием транспорта на состав атмосферы, остро стоит задача очистки выхлопных газов от токсичных компонентов. В настоящее время для очистки от моноксидов углерода и азота, рассматриваемых в качестве наиболее вредных компонентов выхлопных газов, применяют дорогостоящие катализаторы на основе металлов платиновой группы. Подсчитано, что уже в данный момент около 87% всего добываемого в мире родия используется для производства каталитических конверторов, которыми оснащено менее половины автомобильного парка. В этой связи поиск адекватной альтернативы катализаторам на основе благородных металлов яшгяется ключевой задачей при создании новых систем защиты окружающей среды. Одшгм из перспективных направлений такого поиска яшгяется исследование сложных оксидных композиций.
В литературе имеются сведения о том, что термическая обработка купрата лантана (структура типа K^NiF^ в контакте с оксидами металлов, обладающими кубической структурой, приводит к резкому росту каталитической активности, которая сравнима с активностью промышленно используемого катализатора Rh/Al203. В качестве такого промотора изучено применение диоксида циркония. Эффект промотирования диоксидом церия практически не изучался.
Цель работы. Разработка представлений о природе каталитически активных центров и объяснение особенностей каталитического поведения оксидных композиций невозможны без данных об их фазовом составе и электронном гостояпия ^/-элемента. В связи с этим целью данной работы являлось изучение фазовых равновесий и свойств различных композиций в системе La-Ce-Cu-O. Цели заботы также включали получение данных об электронном состоянии rf-элемента и :го изменении при контакте с реакционными газами (CO+NO).
Научная новизна. Выполненные исследования, направленные на изучение разовых равновесий, позволили предложить схему триангуляции диаграммы разовых равновесий системы LaO^-CeC^-CuO. Показано, что разрез Лл^СиСЦ-^eO} не является квазибинарным, что обусловлено химическим взаимодействием -Л203 с CeOi. Высказано предположение об образовании химического соединения іежду оксидами лантана и церия состава ЬагСегОу и дано термохимическое боснование его существования. Установлено, что наличие в системе расплава
CuO-La2CuC>4 обеспечивает быстрый массоперенос ЬагОз к СеОг. Определен предел растворимости оксида меди в твердом растворе оксида лантана в диоксиде церия.
Исследование электронного состояния иона меди, а также изменение этого состояния при термической обработке в среде реакционных газов показало, что в состав каталитически активного центра всех исследованных композиций входит ион меди в степени окисления 1+. Полученные данные позволили объяснить причину принципиальных отличий в каталитическом поведении образцов с разным количеством диоксида церия.
Практическая ценность. Полученные в работе данные по фазовому составу композиций явились основой для интерпретации данных об их каталитической активности. Данные о фазовых равновесиях и состоянии «/-элемента позволили высказать предположение о составе каталитически активного центра в композициях изучаемого класса.
Апробация работы. Результаты работы были представлены на VI International Symposium on Magnetic Resonance in Colloid and Interface Science, 22-26 июня 1992 года (Флоренция, Италия), Silver Jubilee Meeting of the English ESR Group, 29 марта - 2 апреля 1993 года (Шеффилд, Англия), 3 Convegno Nazionale del Gruppo Italiano di Risonanza di Spin Elettronico, 24-27 сентября 1993 года (Сассари, Италия), 1st International Conference of the Polish ESR Group, ЗI мая - 4 июня 1993 (Закопане, Польша), XVIII Congresso Nazionale S.C.I., 27 августа - 1 сентября 1995 (Милан, Италия) и VII International Symposium on Magnetic Resonance in Colloid and Interface Science, сентябрь 1995 года (Мадрид, Испания).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 8 работ.
Структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, обзора литературы, методики эксперимента, результатов исследования и их обсуждения, итогов работы и выводов. Работа изложена на 148 страницах машинописного текста, содержит 7 таблиц, 49 рисунков и библиографический список из 126 наименований.
