Поверхность алюмосиликатная анионные центры

Как детально рассматривалось в гл. 4 (см. лит. к гл. 4 [162— 191]), при значении pH выше нейтрального на поверхности кремнезема создается возрастающая концентрация отрицательных зарядов и образование водородной связи около таких заряженных центров предотвращается. При этом нет никакого различия, является ли таким заряженным центром поверхностный ион SiO или же это будет алюмосиликатный анион AlSiO . Противоион, обычно катион Na(H20) +, остается вблизи такого заряженного центра и мешает приблизиться к поверхности молекулы адсорбируемого вещества (рис. 6.8). [c.909]

Рассмотрим факторы, от которых зависит активность катализатора. На основании изучения природы активности аморфных алюмосиликатных катализаторов почти двадцать лет назад обнаружено, что обезвоженный катализатор вследствие значительного коксообразования не обладает достаточной активностью. Однако в результате адсорбции небольшого количества воды (0,2%) при высокой температуре его активность восстанавливается. Слабо дегидратированные образцы (1,4% воды) обладают высокой и стабильной активностью. Для объяснения активирующего действия воды сделано предположение [9, с. 37, 67], что гидроокиси, являющиеся активными центрами, способны отщеплять протон и резко увеличивать свою кислотность при гидратации. Одновременно происходит стабилизация аниона, образующегося на поверхности катализатора крекинга при отщеплении протона, и увеличивается подвижность П01след-него. Это отмечено и в работах [26, 37]. [c.58]

Согласно современным представлениям, каталитические свойства гетерогенного катализатора связаны с наличием активных центров, т. е. таких участков поверхности, которые по своим структурным, энергетическим или другим свойствам отличаются от всей массы катализатора. Можно считать, что во многих случаях дефекты структуры кристалла и являются такими активными центрами. Однако никоим образом нельзя все каталитические явления сводить к дефектам структуры, так как огромную роль в катализе играет химическая природа катализатора и, во многих случаях, геометрическое соответствие реагирующих молекул и активных центров. Большой интерес как катализаторы представляют вещества с так называемой открытой структурой, у которых один сорт частиц (например, анионы) образует правильную кристаллическую структуру, а другой сорт частиц (в данном случае катионы) расположен в этой структуре по принципу случайного распределения. К веществам с такой структурой принадлежат цеолиты, к которым можио отнести алюмосиликатные катализаторы, нашедшие широкое применение в нефтяпой промышленности. [c.378]

Прокаленный алюмосиликатный катализатор содержит небольшое количество структурно связанной воды (около 1%), которая представлена в основном каталитически неактивными гидроксильными группами (например, пограничными SiOH-группами). Небольшая часть всей связанной воды имеет существенное значение для активности катализатора, так как, вероятно, она служит источником протонов для кислотных центров поверхности алюмосиликата. Эти кислотные центры не активируются при воздействии на них неорганических и органических оснований. Дегидратированные кислотные центры часто называются льюисовскими кислотами. Их можно считать также ангидридами кислот. Дегидратированный катион алюминия, ирисое диненный к кислотному центру, также можно отнести к льюисовским кислотам. При дальнейшем глубоком удалении воды протоны так же, как и вода, удаляются при одновременном отделении гидроксильных групп от силикагеля или от анионной части кислотного центра-Это может привести к постепенному разрушению поверхности и к падению активности. Весьма желательным является дальнейшее выяснение химической природы дегидратации и прокаливания катализатора. К сожалению, эти вещества аморфны и поэтому недоступны изучению их диффракционпыми методами. После обычного прокаливания на поверхности катализатора появляется два вида центров, причем одни из них заняты протонами, а другие, дегидратированные, не имеют протонов. Это показывают результаты исследования поверхности прокаленного и обработанного аммиаком при 175° С катализатора при помощи инфракрасных спектров поглощения. Оказалось, что на поверхности одновременно присутствуют ионы NH и адсорбированный аммиак. Однако предполагается, что каталитический крекинг должен вызываться главным образом кислотными центрами, насыщенными протонами. Участие в общей реакции ангидридных центров еще не ясно. [c.99]

Эта особенность структуры остова цеолита, в частности поверхности больших полостей синтетических фожазитов, определяет природу ее взаимодействия с молекулами разной электронной структуры. С этой точки зрения цеолиты относятся ко второму типу адсорбентов предложенной нами классификации химии поверхности твердых тел по трем типам [7], т. е. к адсорбентам, несущим на поверхности сосредоточенные положительные заряды (катионы малого радиуса, протонпзированные атомы водорода гидроксильных групп кислого характера), расположенные около рассредоточенных отрицательных зарядов (например, около больших, комплексных анионов). Во всех этих случаях молекулы, имеющие звенья с сосредоточенной на периферии электронной плотностью, например я-связи у азота, ненасыщенных и ароматических углеводородов и свободные электронные пары у атомов кислорода воды, спиртов, эфиров, кетонов или у атомов азота аммиака, аминов, пиридина и т. п., должны проявлять качественно сходное специфическое взаимодействие с центрами сосредоточения на поверхности адсорбента положительного заряда. Действительно, характер адсорбции перечисленных молекул на поверхности каналов цеолитов качественно сходен с таковым на поверхности сульфата бария [7] (сосредоточенный положительный заряд и рассредоточенный в комплексном анионе 804 отрицательный заряд) и, как мы увидим ниже, на поверхности кремнезема (или алюмосиликатного катализатора), несущей гидроксильные группы с частично протонизированным водородом [7, 8]. Вклады классических и квантовомеханических эффектов в энергию специфических взаимодействий количественно различаются, но качественно эти взаимодействия сходны. Водородная связь является их частным случаем. [c.14]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология