Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора
химических наук: 02.00.04 – физическая химия, 02.00.01 -
неорганическая химия. — Ярославский государственный технический
университет. — Иваново, 2011. — 52 с.
Цель настоящей работы – создание физико-химических
основ управляемого твердофазного синтеза и модифицирования
каталитически активных ферритных систем, способных высокоэффективно
функционировать в течение длительного промежутка времени.
Научная новизна работы состоит в том, что впервые:
разработана физико-химическая концепция управляемого твердофазного синтеза и модифицирования каталитически активных ферритных систем, способных высокоэффективно функционировать в течение длительного времени;
создана система диагностики сырья и полупродуктов синтеза железооксидных катализаторов, мониторинга состояния катализатора в реакционной среде, позволяющая выделить представительные параметры, целенаправленное изменение которых дает возможность управлять качеством керамического материала;
на основе подробного исследования генезиса катализатора определен механизм формирования активной ферритной системы, выяснена роль отдельных компонентов в процессе дегидрирования и саморегенерации, выделены три типа активных центров;
разработана методология синтеза метастабильных фаз, получены химически индивидуальные полиферриты калия и цезия со структурами типа β"-глинозёма, являющиеся главными каталитически активным компонентами; синтез проведён при относительно низких температурах 920-1000 К за счёт введения внутреннего восстановителя; выяснены состав, структура и свойства указанных соединений, определены рентгеновские и кристаллографические параметры;
построены фазовые диаграммы тройных систем Fe2O3 – Fe3O4 – KFeO2 и Fe2O3 – Fe3O4 – CsFeO2, с помощью которых рассчитан состав и соотношение компонентов каталитически активной ферритной системы в равновесных условиях в атмосфере с пониженным парциальным давлением кислорода, определён механизм реагирования катализатора на изменение окислительно-восстановительных свойств окружающей среды и потерю промотирующего агента;
выяснен характер распределения щелочных металлов между компонентами активной ферритной системы, содержащей одновременно калий и цезий; разработана методика количественной оценки устойчивости ферритных систем к химической коррозии;
разработана концепция фиксированной базовой структуры, предложен способ адресной доставки вводимых компонентов в состав заданной фазы.
создана физико-химическая база для целенаправленного выбора модифицирующих добавок; разработан способ легирования смешанных полиферритов калия-цезия оксидами редкоземельных элементов для уменьшения подверженности каталитически активных компонентов воздействию внешних факторов, в том числе, каталитических ядов; выяснен механизм химического диспергирования ферритных систем.
Практическая значимость. Разработанные физико-химические аспекты формирования каталитически активных ферритных систем были использованы при разработке промышленных железооксидных катализаторов К-24, К-28 и их модификаций.
Научная новизна работы состоит в том, что впервые:
разработана физико-химическая концепция управляемого твердофазного синтеза и модифицирования каталитически активных ферритных систем, способных высокоэффективно функционировать в течение длительного времени;
создана система диагностики сырья и полупродуктов синтеза железооксидных катализаторов, мониторинга состояния катализатора в реакционной среде, позволяющая выделить представительные параметры, целенаправленное изменение которых дает возможность управлять качеством керамического материала;
на основе подробного исследования генезиса катализатора определен механизм формирования активной ферритной системы, выяснена роль отдельных компонентов в процессе дегидрирования и саморегенерации, выделены три типа активных центров;
разработана методология синтеза метастабильных фаз, получены химически индивидуальные полиферриты калия и цезия со структурами типа β"-глинозёма, являющиеся главными каталитически активным компонентами; синтез проведён при относительно низких температурах 920-1000 К за счёт введения внутреннего восстановителя; выяснены состав, структура и свойства указанных соединений, определены рентгеновские и кристаллографические параметры;
построены фазовые диаграммы тройных систем Fe2O3 – Fe3O4 – KFeO2 и Fe2O3 – Fe3O4 – CsFeO2, с помощью которых рассчитан состав и соотношение компонентов каталитически активной ферритной системы в равновесных условиях в атмосфере с пониженным парциальным давлением кислорода, определён механизм реагирования катализатора на изменение окислительно-восстановительных свойств окружающей среды и потерю промотирующего агента;
выяснен характер распределения щелочных металлов между компонентами активной ферритной системы, содержащей одновременно калий и цезий; разработана методика количественной оценки устойчивости ферритных систем к химической коррозии;
разработана концепция фиксированной базовой структуры, предложен способ адресной доставки вводимых компонентов в состав заданной фазы.
создана физико-химическая база для целенаправленного выбора модифицирующих добавок; разработан способ легирования смешанных полиферритов калия-цезия оксидами редкоземельных элементов для уменьшения подверженности каталитически активных компонентов воздействию внешних факторов, в том числе, каталитических ядов; выяснен механизм химического диспергирования ферритных систем.
Практическая значимость. Разработанные физико-химические аспекты формирования каталитически активных ферритных систем были использованы при разработке промышленных железооксидных катализаторов К-24, К-28 и их модификаций.