Результаты исследования взаимодействия цеолитов с водой

Близкие результаты получены при исследовании образцов MgY и SrY. По сравнению с цеолитами MgY и aY цеолит SrY дает спектр с более широкой и более интенсивной полосой при 3570 см , а контуры полос в спектре несколько напоминают контуры полос бариевой формы Y. При нагревании до температуры около 250° С полоса при 3680 см и широкие полосы с более низкими частотами исчезают из спектра, а интенсивность полос при 3640 и 3540 см увеличивается. При тщательной дегидратации в спектре также наблюдается полоса при 3585 см . Полоса при 3690 см , которая появляется после напуска воды, очевидно, возникает в результате взаимодействия молекул воды с двузарядными катионами. Положение этой полосы зависит от природы катиона. Присутствие остальных более широких полос указывает на взаимодействие адсорбированных молекул воды с каркасом цеолита, аналогично тому как это происходит у цеолитов со щелочными катионами. В процессе нагревания адсорбированная молекула воды под влиянием кристаллического поля цеолита диссоциирует. В результате из спектра исчезают полосы колебаний молекулярной воды. Взаимодействие воды с каркасом, вероятно, описывается реакцией [c.229]

После такой термообработки и последующего напуска бензола при равновесном давлении 5 мм рт. ст. на цеолите с 19 катионами никеля в элементарной ячейке реакция протекает медленно, а на цеолите с 14 катионами никеля в элементарной ячейке получены только следы бензола. Если повысить давление до 100 мм рт. ст., то после 20-минутного периода разработки катализатора скорость реакции резко увеличивается. Подобное различие в каталитических свойствах объясняют тем, что в условиях невысоких температур термообработки на катализаторе остается адсорбированная вода, которая подавляет реакцию циклотримеризации. Окись азота и пиридин также оказывают ингибирующее действие. Вероятно, эти основания, взаимодействуя с ионами никеля, затрудняют адсорбцию на них молекул ацетилена. Избыток аммиака также подавляет реакцию. Однако вакуумирование при 100° С восстанавливает активность цеолита. В спектре также наблюдаются полосы поглощения при 2430 и 2865 см , приписываемые валентным колебаниям групп СНг. Сравнивая эти данные с результатами исследования никелевых катализаторов, нанесенных на силикагель [158], можно предположить, что эти группы принадлежат углеводородным соединениям, которые образуются при линейной полимеризации ацетилена в присутствии следов металлического никеля. Методом ЭПР установлено, что никель в цеолите существует в двух формах Ni° и Ni . На нуль-валентное состояние части никеля указывает также потемнение образцов. [c.259]

Более детальное исследование процесса промотирования дву окисью углерода реакции диспропорционирования толуола на цеолите типа У различных ионных форм, показало [20[, что при введении в цеолит ионов Са + активность его в присутствии СОг резко повышается. Авторы [20] связывают активирующее действие промотора с возникновением в цеолите (в результате взаимодействия двуокиси углерода и воды с ионами двухвалентных металлов) кислотных участков. Выявлен [20] незначительный эффект промотирования той же реакции на цеолите У (РЗЭ)-, N3- и Н-ионных форм. [c.150]

Аналогичные работы выполнены на цеолитах X. Хаттори и Шиба [29] использовали адсорбцию пиридина для исследования кислотности магниевых, кальциевых и стронциевых цеолитов, прогретых при 450° С. На дегидратированных образцах СаХ и 5гХ обнаружены только льюисовские центры, однако после адсорбции воды найдены и бренстедовские центры. Показано, что в цеолите MgX бренстедовская кис ютность мала и при добавлении воды число бренстедовских центров не увеличивается. Уорд [144] провел исследование четырех цеолитов со щелочноземельными катионами, предварительно прогретыми при 480° С, и в частности, измерил кислотность как дегидратированных, так и частично гидратированных образцов. Основные результаты совпадают с уже рассмотренными данными, полученными при изучении цеолитов V [35]. При адсорбции пиридйна в спектрах наблюдается полоса в области 1440—1450 см , связанная с взаимодействием адсорбированных молекул с катионами частота колебаний [c.284]

Таким образом, данные этого исследования позволяют сделать следующий вывод о состоянии ионов в гидратированных цеолитах. Вся имеющаяся в полостях гидратированных цеолитов вода образует вокруг катионов, входящих в структуру цеолита, гидратные оболочки, состоящие не более чем из двух слоев молекул воды. Это подтверждается работами [33, 34], согласно которым полоса в ИК-спектрах, характеризующая физически адсорбированную воду в цеолите (1640 м- ), зависит от природы катиона. Гидратные оболочки в полостях непосредственно соприкасаются друг с другом. Если цеолит содержит разные катионы, отличающиеся по сродству к воде, то на первых этапах дегидратации происходит перераспределение молекул воды гидратные оболочки менее гидрофильных ионов разрушаются, и вся остающаяся вода концентрируется у более гидрофильных ионов. Лишенные гидратнор оболочки ионы мигрируют в малую полость, а затем в гексагональные призмы, в результате чего энергия системы понижается благодаря взаимодействию ионов с отрицательно заряженными кислородными атомами каркаса. [c.126]

При исследовании влияния платины, введенной в цеолит NaY, на релаксацию было обнаружено увеличение времени релаксации адсорбированной воды. По всей вероятности, атомы платины располагаются у парамагнитных примесей цеолита и сильно ослабляют их магнитное взаимодействие с протонами. Такое расположение атомов платины понятно, так как Fe " притягивают (Pt le) , содержащиеся в растворе, которым производится пропитывание. При прокаливании цеолита комплексы распадаются и атомы платины остаются около ионов железа. Если бы атомы платины находились только на внешней поверхности микрокристаллитов, то результаты наших измерений означали бы, что преобладающая часть примеси железа (которое влияет на время релаксации протонов) находится на внешней поверхности. [c.114]

Изложены некоторые вопросы проблемы влияния ионообменных катионов на свойства цеолитов и данные собственных исследований в этой области. Приведены результаты, касающиеся влияния природы и степени замещения катионов на адсорбционные свойства цеолитов типа А, X и Y по парам воды, бензола, азота и др. Результаты изучения адсорбции паров на калий, таллий, кальций, стронций, барий, никель, кобальт, марганец, иттрий и лаптан-натриевых цеолитах свидетельствует о том, что специфичность адсорбционного взаимодействия определяется природой катионов, замещающих ионы натрия, степенью замещения (числом катионов на одну элементарную ячейку), заселенностью отдельных катионных позиций в кристаллическом каркасе и доступностью катионо в для адсорбируемых молекул. Вследствие повышения или понижения интенсивности адсорбционного взаимодействия молекул с катионами, замещающими ионы натрия, могут образовываться более плотные или более рыхлые адсорбционные слои. Замещение ионов натрия в цеолите А на катионы первой группы уменьшает скорость адсорбции паров воды. Влияние радиуса однозарядного катиона на кинетические свойства цеолитов больше проявляется для цеолитов А, [c.266]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология