Главная » Просмотр файлов » Диссертация

Диссертация (1091679)

Файл №1091679 Диссертация (Каталитическая активность в превращениях этанола и адсорбционные свойства оксидов алюминия, титана, циркония и углеродных материалов с серебром, медью, золотом)Диссертация (1091679)2018-01-18СтудИзба
Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

Министерство образования и науки Российской ФедерацииФедеральное государственное автономное образовательное учреждениевысшего профессионального образованияРоссийский университет дружбы народов (РУДН)Факультет физико-математических и естественных наукНа правах рукописиДо Тхюи МайКАТАЛИТИЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ В ПРЕВРАЩЕНИЯХ ЭТАНОЛАИ АДСОРБЦИОННЫЕ СВОЙСТВА ОКСИДОВ АЛЮМИНИЯ, ТИТАНА,ЦИРКОНИЯ И УГЛЕРОДНЫХ МАТЕРИАЛОВ С СЕРЕБРОМ, МЕДЬЮ, ЗОЛОТОМ02.00.04  физическая химияДиссертация на соискание ученой степени кандидата химических наукНаучный руководитель:доктор химических наук,профессор Михаленко Ирина ИвановнаМосква2017 г.1Содержаниестр.Введение…………………………………………………………………………..4Раздел 1. Литературный обзор.……………………………………………....101.1. Каталитические превращения этанола в парофазных реакциях ………..101.1.1.

Практическое значение каталитических реакций с участием этанола …....101.1.2. Дегидрирование и дегидратация этанола на оксидных катализаторах.Роль нанесенных компонентов ………………………………………………...131.1.3. Механизмы реакций…..…..…..…..……..…..…..…..……..…..…..….…...221.2. Адсорбенты на основе TiO2, ZrO2 и углеродных материалов …………....311.2.1.

Адсорбционное тестирование кислотных свойств поверхности оксидов1.2.2. Получение ZrO2 золь-гель синтезом и введение модификаторов ……….....31361.2.3. Углеродные сорбенты  активированный уголь и углеволокно ………......401.2.4. Адсорбция хлорфенолов и красителей из водных растворов………............431.3. Серебро, золото и медь как биоцидные добавки ……………………….....46Заключение по разделу 1 ………………………………………………...........49Раздел 2. Экспериментальная часть…………………………………….......502.1. Используемые реактивы и материалы …………………………………......502.2. Приготовление катализаторов и адсорбентов …………………………….512.2.1.

Образцы с серебром медью и золотом, полученные пропиткой соляминосителей -Al2O3, TiO2 (анатаз), ZrO2 и их обработки …………………….....512.2.2. Золь-гель синтез ZrO2 с добавками полимера, углеродныхнанотрубок, ионов Ag+, Cu+2, Au+3 и коллоидного Au ……………….................++2+32.2.3. Нанесение Ag , Cu , Au на уголь и углеволокно………………...............2.2.4. Физико-химические методы исследования образцов……………….............5359602.3. Методика проведения каталитических опытов с хроматографическиманализом продуктов превращения этанола …………………………….....2.4. Адсорбционные измерения и тестирование биоцидных свойств…….......63652.4.1. Спектрофотометрический метод изучения кинетики адсорбции пиридина,красителей, хлорфенолов и изотерм адсорбции………………….................................2.4.2.

Антибактериальные свойства образцов с Ag,Cu, Au (E.coli и Bifido)…......6571Раздел 3. Исследование каталитической активности M/оксид Al, Ti, Zr(M = Ag, Cu, Au) в превращениях этанола и тест-адсорбции пиридина7323.1. Катализаторы M/-Al2O3, Cu-Au/-Al2O3 и M/TiO2 (M=Ag,Cu,Au) …3.1.1. Прокаленные образцы M/-Al2O3, Cu-Au/-Al2O3 и M/TiO2.........................73733.1.2. Непрокаленные образцы M/TiO2 с Ag,Cu,Au. Влияние УФ облучения ….84Заключение по разделу 3.1…………………………….…………..............923.2. Модифицированный ZrO2, полученный золь-гель методом943.2.1. Контролируемый золь-гель синтез ZrO2 с поливинилпирролидоном,добавками М = Ag, Cu, Au и с углеродными нанотрубками …………………....……94Анализ дисперсностиМорфология, пористость, удельная поверхностьТГ/ДСК и РФА анализ3.2.2.

Температурные зависимости превращения этанола на катализаторах ZrO2,ZrO2+ПВП, Cu/ZrO2, ZrO2+УНТ, Cu/ZrO2+УНТ ……...................................................1053.3. Адсорбция пиридина на M/TiO2 и M/ZrO2 с Ag,Cu,Au.Влияние УФ-облучения………………………………..............………............1143.3.1.

Кинетика адсорбции и равновесная адсорбция ……..…………………....…114Образцы M/TiO2Образцы M/ZrO2 с кристаллическим и аморфным носителем3.3.2. ИК-спектры, КР-спектры M/-Al2O3 и M/TiO2, M/ZrO2 с пиридином …..…3.4. Антибактериальные свойства M/TiO2, M/ZrO2 и НЧAu0/ZrO2132136Заключение по разделу 3………………………………………….....................142Раздел 4. Свойства углеродных сорбентов с Ag,Cu,Au ………...................1434.1. Адсорбция хлорфенолов на гранулированном угле и углеволокне1434.2. Адсорбция красителей кислотного и основного типов………..........…150Заключение по разделу 4………………………………………………….....….155Общее заключение…………………………………………………................….157Выводы………………………………………………………………........………161Список литературы ………………………………………………………....….163Приложение…………………………………………………………………...….177Благодарности………………………………………………………………………..…..1853ВведениеИзучение каталитической конверсии этанола представляет интерес в связи сразвитиемтехнологий,направленныхнаиспользованиевозобновляемыхрастительных ресурсов, альтернативных нефти, углю и природному газу.

Этанолвходит в список 15 «платформных молекул», получаемых из растительной биомассы,запасы которой измеряются 800 млрд. т., при этом ¼ часть ежегодно возобновляется.Мировое производство биоэтанола составляет более 140 млрд. л/год. Вьетнам, как иРоссия, имеет значительные биоресурсы для получения биоэтанола с целью егопереработки в ценные продукты  водород, этилен, диэтиловой эфир, ацетальдегид,компоненты моторных топлив.

Катализ и «зеленая» химия являются движущимисилами, определяющими главные направления развития современной химии ихимических производств.Фундаментальные вопросы гетерогенного катализа, касающиеся природыактивныхцентровдегидратации-дегидрированияэтанола,влияниеносителя,взаимодействия между компонентами важны для выбора способа приготовлениявысокоэффективных катализаторов, и они все еще находятся в стадии своегоразвития. Выяснение взаимосвязи между зарядовым состоянием и активностьюкомпонентоввреакцияхэтанолаимеетпрактическоезначениедлясовершенствования методов каталитической утилизации биоэтанола.Серебро, медь и золото, которые являются и биоактивными элементами,используются для модификации катализаторов и сорбентов.

В восстановительнойсреде эти элементы легко образуют наночастицы. Так, НЧ Au определенного размераобеспечивают высокую активность катализаторов в окислении CO, гидрировании,гидродехлорировании, изомеризации углеводородов [1,2]. Важное место среди системокисления спиртов занимают золотосодержащие катализаторы.

Особый интереспредставляют бинарные системы с кооперативным (синергетическим) эффектом.Для очистки воды от загрязнителей, к которым относятся хлорфенолы икрасители, широко используются углеродные сорбенты. Их эффективность будетзависеть от присутствия модификаторов – биоактивных добавок М =Ag, Cu, Au.Таким образом, изучение каталитической дегидратации/дегидрировании этанолана оксидах алюминия, титана, циркония с нанесенными элементами Ag, Cu, Au,AuCu, адсорбционное тестирование кислотных центров катализаторов, а также4исследование свойств углеродных сорбентов с добавками Ag, Cu, Au представляетсяактуальным и практически значимым.Отметим, что газофазные превращениям спиртов в бескислородных условияхисследуются в меньшей степени по сравнению с аэробными условиями. Гибридныесистемы с аморфным оксидом циркония и добавками полимера или углеродных нанотрубок в каталитических газофазных превращениях этанола ранее не изучались.Цель работы – выявление закономерностей влияния элементов подгруппы медиМ = Ag+, Cu+2, Au+3 на активность и селективность в парофазных превращенияхэтанола, кислотность поверхности, биоцидные свойства образцов M/-Al2O3,M/TiO2,M/ZrO2, а также адсорбцию хлорфенолов и красителей на углеродных сорбентах M/C.Основные задачи исследования:1.

Приготовить нанесенные катализаторы M/Al2O3, M/TiO2, M/ZrO2, выяснитьвлияние природы носителя, прокаливания и УФ-облучения на каталитическуюактивность, установить её связь с радиусом и зарядом М+z.2. Синтезировать золь-гель методом аморфный ZrO2 с контролем его дисперсностии определить влияние модификаторов  поливинилпиролидона (ПВП), углеродныхнанотрубок (УНТ) и М = Сu+2 на морфологию, структурные характеристики,кислотность и каталитическую активность в превращениях этанола.3. Определить влияние М на кислотные свойства поверхности M/TiO2, M/ZrO2 поданным тестовой адсорбции пиридина с помощью спектрокинетического метода,протестировать антибактериальную активность образцов M/TiO2, M/ZrO2.4.Исследовать свойства модифицированных золотом, серебром и медьюуглеродных сорбентов M/С, где С гранулированный уголь GAC и углеволокноКарбопон-Актив, в отношении удаления из водных растворов 4-хлорфенола, 2,4дихлорфенола и красителей катионного и анионного типов.Научная новизна работы.1.

Для прокаленных катализаторов M/-Al2O3 и M/TiO2 получены линейныеантибатные зависимости опытной энергии активации дегидрирования этанола сувеличением радиуса иона в ряду Cu+2Ag+Au+. Для бинарных систем CuAu/Al2O3 обнаруженсинергетический эффект по выходу ацетальдегида идиэтилового эфира.5Установлено,чтоУФ-облучениенепрокаленныхкатализаторовM/TiO2увеличивает выход альдегида на TiO2 и выход этилена на Ag/TiO2, энергииактивации реакций дегидрирования и дегидратации этанола после облучения TiO2снижаются.2.

Обратным зольгель синтезом получены высокодисперсные образцы ZrO2 с ПВПи УНТ. Показано, что от содержания ПВП зависит рост удельной поверхностиксерогеля ZrO2 за счет формирования нанопор диаметром 4-5 нм. Полученыновые каталитические системы на основе аморфного ZrO2 с добавками полимераи УНТ, которые активны и селективны в реакциях дегидратации этанола.3. Установлено, что на поверхности непрокаленных образцов М/TiO2 и М/ZrO2присутствуют кислотные центры, отличающиеся стехиометрией адсорбциипиридина (Ру) – слабые 1Py1S (1), 1Py2S (2) у М/TiO2. и сильные центры 3Py2S (3) или 2Py1S (3`) у М/ZrO2; в присутствии М и после УФ-облучениякислотность покверхности TiO2, ZrO2, ZrO2+ПВП увеличивается, константыскорости адсорбции Ру на М/ZrO2крист. линейно возрастают с увеличением радиусаCu+2Ag+Au0 и потенциалом восстановления Cu+, Ag+, Au+ до М0.4.

Приизученииадсорбциихлорфеноловикрасителейобнаруженосамоактивирование углеродных сорбентов вследствие деформации графитовыхслоев под действием сорбатов (эффект Ребиндера), что обусловлено не толькоростом емкости сорбента, но и увеличением адсорбционной константы. Наадсорбцию хлорфенолов присутствие М = Ag+, Cu2+, Au3+ влияет мало, а украсителей она возрастает.Практическая значимость.1. Ведением М = Ag,Cu,Au и AuCu,изменением природы носителя, условийтермообработки и УФ облучением можно регулировать скорость образованияацетальдегида, диэтиловоого эфира, этилена и селективность конверсии этанола.2.

Разработана методика седиментационного анализа полидисперсности лиогелей иксерогелей методом турбидиметрии, апробированная при золь-гель синтезе ZrO2.Увеличение удельной поверхности за счет образования и стабилизации пордиаметром 4-5 нм и уменьшения размера частиц ксерогеля ZrO2 достигается6введением в синтез полимера ПВП. Определено оптимальное содержание ПВП.3. Предложена методика спектрофотометрического тестирования кислотностиповерхности M/Ox по адсорбции пиридина для выявления неоднородностикислотных (электроно-акцепторных) центров. Введение серебра, меди и золотарезко увеличивает кислотность поверхности TiO2 и ZrO2. УФ-облучение образцовTiO2 и Ag/TiO2 ингибирует дезактивацию КЦ в катализе.4.

Характеристики

Тип файла PDF

PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.

Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.

Список файлов диссертации

Свежие статьи
Популярно сейчас
Как Вы думаете, сколько людей до Вас делали точно такое же задание? 99% студентов выполняют точно такие же задания, как и их предшественники год назад. Найдите нужный учебный материал на СтудИзбе!
Ответы на популярные вопросы
Да! Наши авторы собирают и выкладывают те работы, которые сдаются в Вашем учебном заведении ежегодно и уже проверены преподавателями.
Да! У нас любой человек может выложить любую учебную работу и зарабатывать на её продажах! Но каждый учебный материал публикуется только после тщательной проверки администрацией.
Вернём деньги! А если быть более точными, то автору даётся немного времени на исправление, а если не исправит или выйдет время, то вернём деньги в полном объёме!
Да! На равне с готовыми студенческими работами у нас продаются услуги. Цены на услуги видны сразу, то есть Вам нужно только указать параметры и сразу можно оплачивать.
Отзывы студентов
Ставлю 10/10
Все нравится, очень удобный сайт, помогает в учебе. Кроме этого, можно заработать самому, выставляя готовые учебные материалы на продажу здесь. Рейтинги и отзывы на преподавателей очень помогают сориентироваться в начале нового семестра. Спасибо за такую функцию. Ставлю максимальную оценку.
Лучшая платформа для успешной сдачи сессии
Познакомился со СтудИзбой благодаря своему другу, очень нравится интерфейс, количество доступных файлов, цена, в общем, все прекрасно. Даже сам продаю какие-то свои работы.
Студизба ван лав ❤
Очень офигенный сайт для студентов. Много полезных учебных материалов. Пользуюсь студизбой с октября 2021 года. Серьёзных нареканий нет. Хотелось бы, что бы ввели подписочную модель и сделали материалы дешевле 300 рублей в рамках подписки бесплатными.
Отличный сайт
Лично меня всё устраивает - и покупка, и продажа; и цены, и возможность предпросмотра куска файла, и обилие бесплатных файлов (в подборках по авторам, читай, ВУЗам и факультетам). Есть определённые баги, но всё решаемо, да и администраторы реагируют в течение суток.
Маленький отзыв о большом помощнике!
Студизба спасает в те моменты, когда сроки горят, а работ накопилось достаточно. Довольно удобный сайт с простой навигацией и огромным количеством материалов.
Студ. Изба как крупнейший сборник работ для студентов
Тут дофига бывает всего полезного. Печально, что бывают предметы по которым даже одного бесплатного решения нет, но это скорее вопрос к студентам. В остальном всё здорово.
Спасательный островок
Если уже не успеваешь разобраться или застрял на каком-то задание поможет тебе быстро и недорого решить твою проблему.
Всё и так отлично
Всё очень удобно. Особенно круто, что есть система бонусов и можно выводить остатки денег. Очень много качественных бесплатных файлов.
Отзыв о системе "Студизба"
Отличная платформа для распространения работ, востребованных студентами. Хорошо налаженная и качественная работа сайта, огромная база заданий и аудитория.
Отличный помощник
Отличный сайт с кучей полезных файлов, позволяющий найти много методичек / учебников / отзывов о вузах и преподователях.
Отлично помогает студентам в любой момент для решения трудных и незамедлительных задач
Хотелось бы больше конкретной информации о преподавателях. А так в принципе хороший сайт, всегда им пользуюсь и ни разу не было желания прекратить. Хороший сайт для помощи студентам, удобный и приятный интерфейс. Из недостатков можно выделить только отсутствия небольшого количества файлов.
Спасибо за шикарный сайт
Великолепный сайт на котором студент за не большие деньги может найти помощь с дз, проектами курсовыми, лабораторными, а также узнать отзывы на преподавателей и бесплатно скачать пособия.
Популярные преподаватели
Добавляйте материалы
и зарабатывайте!
Продажи идут автоматически
6384
Авторов
на СтудИзбе
307
Средний доход
с одного платного файла
Обучение Подробнее