Введение к работе
Актуальності» проблеми. Поиск активных и селективных катализаторов с низким содержанием дефицитных металлов весьма актуален. Синтезированные в 1976 г. натриевые фосфаты состава Na1+xZr2PJXSix012 (0<х<3), получившие название NASICON (Na-Super-Ionic CONductor) из-за высокой проводимости по ионам натрия, обладают низкой себестоимостью и удачно сочетают различные физико-химических свойства в одном материале, что представляет определенный интерес для катализа.
Кристаллы чистого фосфата NaZr2(P04)3, являются одним из конечных членов в большом семействе материалов с каркасной структурой NASICON. Частичная или полная замена натрия на катионы других элементов со степенями окисления +1 и +2 приводит к образованию кристаллов родственных по общему структурному мотиву, но различных по симметрии. Позиции циркония в базовом кристалле могут занимать элементы со степенями окисления от +1 до +5. Все это открывает широкие перспективы для создания новых катализаторов.
Цель работы. Исследование на примере превращений изопропилового спирта зависимости каталитических свойств новых ортофосфатов циркония от их состава и кристаллической структуры с целью создания высокоактивных и селективных катализаторов.
Научная постна Впервые проведено систематическое исследование каталитических свойств семейства новых ортофосфатов циркония, родоначальником которых является NaZr2(P04)3. Показано, что полное замещение ионов натрия в базовом фосфате цезием или элементами 3d-переходных металлов (Мп, Со, Ni, Си, Zn) увеличивает каталитическую активность и изменяет селективность процесса превращения изопропанола: кроме реакции дегидратации, регистрируемой на исходном фосфате, на модифицированных катализаторах протекали реакции дегидрирования и конденсации. Частичное замещение четырехвалентного циркония катионами натрия, Згї-переходньгх металлов и редкоземельных элементов (Nd, Sm) привело к созданию тройных ортофосфатов, которые в зависимости от способа получения и концентрации модификатора проявляют различные каталитические свойства.
Выявлены основные закономерности каталитического действия ортофосфатов. Установлено, что главную роль в каталитическом превращении изопропанола играют ионы, компенсирующие заряд ионного каркаса ортофосфата, независимо от их химической природы. На направление процесса оказывает влияние химическая природа модификатора.
его положение в структуре фосфата, что также определяет и оптические свойства изученных структур. Показано, что лазерное воздействие на поверхность исследуемых образцов дает возможность дополнительного-управления каталитическими свойствами ортофосфатов. Практическая ценность работы. Показана возможность использова-: ния в качестве катализаторов двойных и тройных ортофосфатов циркония, принадлежащих к семейству NASICON. Простота получения ортофосфатов с регулируемым положением модификатора в кристаллической структуре позволяет прогнозировать избирательное действие катализатора. Введение незначительных примесей металлов в состав исходного фосфата NZP приводит к увеличению суммарной каталитической активности....
Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на Первой Всероссийской конференции «Химия поверхности и нанотехнология», Санкт-Петербург, 1999г.; VII, VIII, IX, X, XI Международных научно-технических конференциях «Лазеры в науке, технике, медицине», г. Сергиев Посад, 1996 г., г. Пушкинские Горы, 1997 г., г. Геленджик, 1998 г.; г.Сочи, 2000г.;'ХХХШ и XXXIV Научных конференциях факультета физико-математических и естественных наук, Москва, 1997 г., 1998 г., XXXV и XXXVI'Всероссийских конференциях по проблемам физики, химии, информатики и методики преподавания, Москва, 1999 г., 2000 г.; Второй конференции молодых ученых химиков, г. Нижний Новгород, 1999 г. ,' Результаты исследований опубликованы в 2 статьях и 12 тезисах
докладов. '
Структура и объём работы. Диссертационная работа изложена на стр. машинописного текста и состоит из введения^ четырех глав, выводов и библиографии. Работа содержит $% рисунков, "{Ц таблиц, список литературы состоит из ^JL,наименований. '.
