Главная » Просмотр файлов » Диссертация

Диссертация (1091679), страница 2

Файл №1091679 Диссертация (Каталитическая активность в превращениях этанола и адсорбционные свойства оксидов алюминия, титана, циркония и углеродных материалов с серебром, медью, золотом) 2 страницаДиссертация (1091679) страница 22018-01-18СтудИзба
Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

Все образцы М/TiO2, M/ZrO2 обладают антибактериальной активностью, при этомнанесенные ионы Ag+, и в большей степени Au+3, восстанавливаются в желатиновых суспензиях бактерий E.Coli+Bifidobacterium до наночастиц Ag0, Au0.5. Самоактивирование углеродных сорбентах в виде угля GAC и углеволокна впроцессе адсорбции хлорфенолов и красителей в статических условиях снебольшим влиянием М=Ag,Cu,Au, скорость адсорбции красителей на образцахМ/GAC увеличена по сравнению с GAC, и она наибольшая у образца Au/GAC.Положения, выносимые на защиту: синергетический эффект бинарного модификатора М = AuCu в образовании изэтанола ацетальдегида (состав 3Cu-1Au) и диэтилового эфира (1Cu-3Au) на -Al2O3;влияние природы носителя, выраженное в антибатной линейной зависимостиопытной энергия активации (Еа) дегидрирования этанола на прокаленныхкатализаторах М/-Al2O3 (рост Еа) и М/TiO2, (снижение Еа) с увеличением радиусаиона в ряду Cu+2  Ag+ Au+; основные экспериментальные доказательства роли М для непрокаленныхкатализаторов М/TiO2 в образовании ацетальдегида показывают ряд активностиобразцов TiO2 < Au/TiO2 < Cu/TiO2 < Ag/TiO2 и влияния УФ-облучения  у TiO2снижение Еа образования всех продуктов, увеличение дегидрирующей способности,а у Ag/TiO2 рост активности в образовании диэтилового эфира; добавка полимера ПВП обеспечивает рост удельной поверхности ZrO2 в 3раза засчет стабилизации пор диаметром 4-5 нм, а введение М, ПВП, УНТ и УФ облучениеспособствует увеличению кислотности поверхности ксерогеля ZrO2;7 высокая дегидратирующая активность аморфного ZrO2, полученного золь-гельсинтезом, на которую мало влияют структурные модификаторы ПВП и УНТ и Cu+2; метод спектрокинетического анализа кислотных свойств поверхности дляхарактеристики неоднородности кислотных центров катализаторов: по данным тестадсорбции пиридина установлены три типа центров разной стехиометрии – слабыецентры у М/TiO2.

и сильные центры у М/ZrO2; самоактивация углеродных сорбентов (гранулированный уголь и углеволокно) пристатической адсорбции из водных растворов хлорфенолов и красителей, котораясвязана с увеличением емкости монослоя и адсорбционных констант из-заадсорбционной деформации (эффекта Ребиндера).Апробация работы. Основные результаты исследования обсуждены навсероссийских и международных конференциях и конгрессах: «Современныепроблемыхимическойнаукииобразования»(Чебоксары,2012);II,IIIмеждународные конференции «Успехи синтеза и комплексообразования» (Москва,РУДН, 2012, 2014); III научная конференция «Физическая химия поверхностныхявлений и адсорбции» (Иваново-Плес, 2012); V международный интернет-симпозиумпо сорбции и экстракции (Владивосток, 2012); конференции «Сорбенты как факторкачества жизни и здоровья» (Белгород, 2012, 2014); конференции с международнымучастием «Актуальные проблемы теории адсорбции, пористости и адсорбционнойселективности» (Москва-Клязьма, 2013, 2014, 2016); V всероссийская конференция понаноматериалам (Звенигород, 2013); II всероссийский симпозиум «Кинетика идинамика обменных процессов» (Геленджик, 2013); XIV и XV всероссийские научнопрактические конференции студентов и молодых ученых имени профессораЛ.П.Кулёва «Химия и химическая технология в XXI веке» (Томск, 2013, 2014); IX и Xмеждународные конгрессы молодых ученых по химии и химической технологии«Успехи в химии и химической технологии» (Москва, 2013, 2014); IV всероссийскаянаучно-практическая конференция с международным участием «Перспективыразвития технологии переработки углеводородных, растительных и минеральныхресурсов» (Иркутск, 2014); Всероссийская конференциясинтезананопористыхматериалов,химии«Актуальные проблемыповерхностииадсорбции»(СанктПетербург, 2014); XI Российская конференция молодых научных сотрудникови аспирантов «Физико-химия и технология неорганических материалов» (Москва,2014); III международная конференция стран СНГ «Золь-гель синтез функциональных8наноматериалов»(Суздаль,2014);Международнойнаучнойконференции«Полифункциональные химические материалы и технологии» (Томск, 2015); TheFourth International Scientific Conference “Advances in Synthesis and Complexing”(Moscow, 2017); III Российский конгресс по катализу (Н-Новгород, 2017).Степеньдостоверности.Достоверностьрезультатовобеспеченаиспользованием комплекса современных инструментальных методов, на базе РУДН иинститутов РАН, оценкой погрешностей измерений и расчетов, воспроизводимостьюданных эксперимента и согласованием отдельных результатов с литературнымисведениями.Публикации.

По теме диссертации опубликовано 28 печатных работ, из них 4статьи в рецензируемых научных журналах перечня ВАК, 2 статьи базы РИНЦ итезисы 22 докладов на международных и всероссийских конференциях.Личный вклад автора заключается в приготовлении и исследовании свойствмодифицированных носителей, обработке и обсуждении результатов, в участии впостановке задач, анализе и обобщении литературных данных, формулировкевыводов.Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырехглав, выводов и списка используемой литературы и приложения. Объем диссертациисоставляет 185 страниц, включая 58 рисунков, 26 таблиц и библиографии из 183ссылок.Соответствие диссертации паспорту специальности. Диссертация по своимзадачам, содержанию, новизне, методам исследования соответствует пункту 3«Определениетермодинамическиххарактеристикпроцессовнаповерхности,установление закономерностей адсорбции на границе раздела фаз и формированиеактивных центров на таких поверхностях» и пункту 10 «Связь реакционнойспособности реагентов и их строением и условиями осуществления реакции»паспорта специальности 02.00.04 – физическая химия.9Раздел 1.

Литературный обзор1.1. Каталитические превращения этанола в парофазных реакциях.1.1.1. Практическое значение каталитических реакций с участием этанола.Получение ценных продуктов из этанола одно из перспективных направленийкаталитической химии в связи с удешевлением производства биоэтанола каквозобновляемогоиэкологическичистогоисточникаорганическогосырья.Продуктами переработки этанола являются ценные индивидуальные органическиевещества, такие как ацетальдегид, диэтиловый эфир, уксусная кислота, этилен,бутанол, бутадиен, используемые также в качестве реагентов для синтеза сложныхмолекул и мономеров в реакциях полимеризации [3,4].Ацетальдегид – один из важнейших многотонажных продуктов переработкиацетилена и этилена. На основе ацетальдегида производят большой спектрсоединений: 95% производимого ацетальдегида расходуется на производствоуксусной кислоты, уксусного ангидрида, этилацетата, бутанола, 2-этилгексанола.

Впоследние годы структура потребления ацетальдегида меняется. Расширяетсяполучение на основе ацетальдегида новых продуктов, таких так -ацетопропилацетат,винилацетат, лактаты и др. [5]. Широко применявшийся в 60-70-х прошлого столетияметод получения ацетальдегида каталитическим дегидрированием этилового спиртаC2H5OH  CH3CHO + H2 (1), также не потерял практического значения [6].

Он имеетряд преимуществ, таких как отсутствие ядовитых отходов, достаточно мягкиеусловия проведения процесса и образование наряду с ацетальдегидом водорода,который может быть использован в других процессах. Исходным сырьём являетсяэтанол, получение которого из биомассы позволяет не использовать нефтяное сырьё.В связи с ускорением темпов развития технологии получения этанола избиомассы синтез ацетальдегида каталитическим дегидрированием и окислительнымдегидрированием этанола приобретает больший практический интерес [7].

Этотспособ не сопровождается образованием вредных веществ, он может быть реализованвмалотоннажномпроизводстве,чторешаетпроблемутранспортировкиацетальдегида. Но проблемой является разработка высокоэффективных и устойчивыхк дезактивации катализаторов (раздел 1.2.2). Перспективно и окисление этанола вацетальдегид с селективностью не ниже 80% с использованием фотокатализаторов,например, легированный золотом TiO2 [8].10ЭтиленявляетсяпродуктоммономолекулярнойСН3СН2ОН → CH2=CH2 + H2O (2) идегидратацииэтанолаон в дальнейшем используется внефтехимической промышленности для производства полиэтилена (самое крупнотоннажное производство в мире), оксида этилена (алкилирующего агента дляполучения этилбензола, диэтилбензола, триэтилбензола и дихлорэтана). Реакция (2)известнаболее100лет[9].Онакатализируетсятвердымиижидкиминеорганическими кислотами. Перспективными катализаторами этого процессаявляются устойчивые к воде оксиды алюминия и титана, алюмосиликаты, цеолиты,сульфатированные оксиды металлов и другие твердые пористые неорганическиевещества с кислотными свойствами.

Долгое время в промышленности использовалсяобратный процесс — получение этанола из этилена, однако уже в начале 80-х годовпрошлого столетия конъюнктура цен на этанол и этилен на мировых рынках привелак его нерентабельности и вытеснению «нефтяного» этанола биоэтанолом. Согласноисследованиям, проведенным в 2007 году [10], при современном соотношении ценпроцесс получения этилена из этанола является рентабельным даже при закупкеэтанола из внешних источников. Доходность можно резко повысить при организациисовместного завода, работающего по двухстадийной схеме биомасса → биоэтанол →этилен.

Высокая рентабельность процесса уже привлекает мировых промышленныхгигантов. Фирма Braskem (Бразилия) производит этилен из биоэтанола с 2010 года ипока является единственным заводом промышленного масштаба [11]. “Зеленый”способ получения этилена из растений более конкурентоспособен посколько являетсяэкологическим чистым, а сам продукт не содержит примесей в отличии от«нефтяного»этилена,вкоторомимеютсяпримесидругихнепредельныхуглеводородов, мешающих получению высокочистого полиэтилена и полиэтиленавысокойплотности.Современныепроцессыпозволяютпроводитьреакциюдегидратации этанола с практически количественными выходами (> 99 %) прииспользовании 95 % этанола в качестве сырья и температуры 473−673 K в проточныхреакторах непрерывного действия. Поиск новых схем процесса и каталитическихсистем проводится в направлении снижения себестоимости, в первую очередь,температуры, т.к.

реакция 2 энергозатратная, как видно из ниже приведенных данных.11Термодинамические функции (кДж/моль) реакций превращения этанола (Т=298К)∆H0∆S0∆G068,90,1133,01. C2H5OH  CH3CHO + H22. СН3СН2ОН  CH2=CH2 + H2O44,90,137.493. 2СН3СН2ОН  (СН3СH2)2O + H2O25,131.3715.08В статье [12] приводится обзор катализаторов получения этилена из этанола свысоким выходом, конверсией спирта до 99% и хорошей стабильностью сперспективой их промышленного применения в сравнении с паровым крекингом.Диэтиловый эфир (ДЭЭ) является первичным продуктом дегидратации этанола(межмолеклярная реакция) 2СН3СН2ОН → (СН3СH2)2O + H2O (3).

Диэтиловый эфирважный продукт, он применяется как растворитель масел, жиров, латексов, целлюлози т.д., для экстракции органических веществ, в медицине в качестве анеститика [13].Реакция образования ДЭЭ, как и реакция внутримолекулярной дегидратацииэтанола в этилен, катализируется неорганическими кислотами. При использованиигетерогенных катализаторов, таких как цеолиты, алюмосиликаты и чистый оксидалюминия, реакцию дегидратации трудно остановить на стадии образованиядиэтилового эфира и избежать появления этилена, поэтому реакцию проводят принизкой температуре (423 K) с небольшими выходами и неполной конверсией этанола.Относительная простота получения и относительно небольшая стоимость делаютдиэтиловый эфир чрезвычайно привлекательным для использования в качествеприсадки к дизельному топливу с низкой температурой воспламенения 433 К ивысоким цетановым числом < 125 [14-15].Другие возможные продукты. Этилацетат может быть получен из этанолаэкологически чистым способом по реакциям дегидрирования или окислительногодегидрирования [16, 17]: 2СН3СH2OH → CH3COOCH2CH3 + Н2; 2СН3СH2OH + ½O2→ CH3COOCH2CH3 + Н2O.

Характеристики

Список файлов диссертации

Свежие статьи
Популярно сейчас
А знаете ли Вы, что из года в год задания практически не меняются? Математика, преподаваемая в учебных заведениях, никак не менялась минимум 30 лет. 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
6489
Авторов
на СтудИзбе
303
Средний доход
с одного платного файла
Обучение Подробнее