Исследование катализаторов магнитными методами

ИССЛЕДОВАНИЕ КАТАЛИЗАТОРОВ МАГНИТНЫМИ МЕТОДАМИ [c.181]

Исследование катализаторов магнитными методами [c.422]

Исследование магнитных свойств катализаторов. Магнитные методы применяются в основном для исследования катализаторов, содержащих парамагнитные ионы переходных металлов или ферромагнитные фазы. Данные о парамагнитной восприимчивости позволяют оценить среднее значение валентности переходных ионов в катализаторе. Исследуя намагниченность катализаторов, содержащих железо или никель, можно провести идентификацию ферромагнитных фаз в катализаторах и количественное определение ферромагнитных компонентов в них. Если ферромагнитные частицы катализаторов имеют размеры, сравнимые с величиной магнитного домена, то их ансамбль проявляет специфические магнитные свойства (явление суперпарамагнетизма). Это явление мо кет быть использовано для определения дисперсности таких частиц. [c.212]

Одной из них является возникновение и быстрое развитие новых теоретических представлений в органической химии. Оказалось, что именно углеводороды, состоящие из атомов всего двух элементов, являются нередко наилучшими объектами для экспериментальной и теоретической проверки новых представлений с целью дальнейшего развития теории органической химии. Другая причина — возникновение принципиально новых и очень информативных методов исследования течения реакции и строения катализаторов (спектральные, адсорбционные, рентгеновские, хроматографические, магнитные методы, использование изотопов в катализе, приме- [c.5]

Достаточно высокая точность определения процентного содержания кобальта и никеля в искусственных смесях позволила использовать магнитный метод анализа для определения данных элементов в катализаторах (табл. 2). В этом случае был исследован никелевый катализатор, восстановленный водородом при температуре 300° С. [c.126]

Активность катализаторов изучалась на примере исследования кинетики разложения перекиси водорода и восстановления м-нитрофенола. Из физических методов, непосредственно связанных с электронным строением атомов и атомных структур, избран магнитный метод. [c.305]

Магнитный метод находит широкое применение для исследования свойств катализаторов, и его возможности изложены в недавно вышедшей вторым изданием книге П. В. Селвуда [2]. [c.142]

Хотя у ке и высказывались предположения о ее механизме, однако почти совершенно отсутствуют работы, посвященные определению соответствующих кинетических характеристик, и очень мало работ по установлению механизма реакции. Вопрос о механизме, роли и принципах подбора катализаторов кетонизации кислот мы попытались решить на основе сочетания кинетического подхода с физико-химическими методами исследования катализатора (рентгенография, магнитный метод, измерение величины новерхности, метод меченых атомов). [c.142]

Первая наша работа в этой области была посвяш,ена исследованию каталитической активности, хемосорбционной способности и магнитных характеристик ряда сплавов никель — медь [1]. Катализаторы готовили совместным осаждением карбонатов меди и никеля, с последуюш,им восстановлением до металлов. Рентгеновским и магнитным методами было показано, что при этом образуются такие же твердые растворы, как и при сплавлении этих металлов. Магнитные измерения полученных сплавов показали, что магнитный момент образцов падает по мере повышения содержания меди в сплаве, причем значение его достигает нуля (заполнение с -зоны сплава) при содержании около 80% меди в сплаве. Удельная каталитическая активность (при гидрировании бензола) и хемосорбционная способность (по адсорбции сернистых соединений) изменяются аналогичным образом (рис. 1). [c.182]

В первой статье Применение магнитных методов к хемосорбции и гетерогенному катализу излагаются физические основы и результаты нового магнитного метода. Разработанный автором статьи П. Селвудом метод интересен тем, что позволяет следить за изменением магнитных свойств катализатора во время реакции. В статье подробно описаны результаты исследования поведения водорода на никеле кроме того, сообщаются данные для адсорбции других газов и паров, начиная от гелия и аргона и кончая бензолом и циклогексаном. На основании подобного рода магнитных измерений получены ценные сведения о механизме ряда каталитических реакций. [c.5]

В ходе исследования изменения магнитных свойств катализаторов в процессе их работы был создан новый чувствительный физический метод, который может дать ценные данные для лучшего понимания явлений гетерогенного катализа. [c.7]

Магнитный метод используется для катализаторов, имеющих очень маленькие магнитные частицы это облегчает интерпретацию магнитных данных. Ферромагнитные в обычном состоянии вещества, подобные никелю, изменяют свои магнитные свойства при уменьшении размера частиц. Теория этих изменений рассматривалась в свете работ Нееля [4] различные группы исследователей применяли теорию Нееля для определения размеров частиц. Ссылки на эти исследования будут даны позднее. [c.10]

Основные научные работы посвящены магнетохимии. Разрабатывал (с 1940-х) магнитные методы исследования химической связи. Применив их к изучению структуры и реакционной способности твердого тела, нашел пути определения валентного состояния металлов в окислах, степени дисперсности металлических и окисных катализаторов и распределения их зерен на носителях. Показал (1955— 1956), что непосредственным измерением удельной намагниченности можно устанавливать механизм хемосорбции, каталитического акта и изменений, происходящих в работающем катализаторе. [c.454]

Было произведено также исследование магнитных свойств образцов осажденного цинкхромового катализатора.Магнитные измерения производились методом Гуи [10] в стеклянных пробирках внутренним диаметром 5 мм и длиной 200 мм. Навеска образцов составляла 1,2—1,5 г, напряженность магнитного поля — от 1000 до 7000 э. Предварительно определялось изменение веса пробирок в магнитном поле в зависимости от напряженности поля. Затем в пробирки загружали образцы катализатора и также исследовали при различных напряженностях поля. При этих измерениях зависимости между напряженностью поля и магнитной восприимчивостью не обнаружено, что указывает на отсутствие ферромагнитных примесей. [c.172]

В настоящем сборнике рассмотрены физико-химические свойства (главным образом магнитные и электрические) и их связь с кристаллической структурой и строением электронных оболочек элементов для ряда сложных конденсированных систем (интерметаллические соединения, гидриды переходных металлов, системы окислов редкоземельных металлов). Рассмотрены также магнитные свойства соединений урана, структура и свойства полупроводников типа —В и катализаторов. Приведены методы определения и расчета термодинамических функций для сплавов металлов и расплавов солей и метод математической обработки структурных исследований с помощью вычислительных машин. [c.279]

Исследования, проведенные позже, показали, что магнитный метод можно применить для нахождения кривой распределения частиц по размерам в никелевых катализаторах на носителях. Этот метод является, по-видимому, эффективным при нахождении распределения частиц по размерам почти вплоть до атомных размеров и дает возможность независимого определения скорости процесса восстановления и его энергии активации при сопоставлении с процессом спекания, или роста частиц. Этим методом можно легко определить структурное состояние промоторов, например меди, в никелевых и, по-видимому, в железных и кобальтовых катализаторах. [c.112]

Магнитные методы исследования применяются для изучения катализаторов уже в течение приблизительно тридцати лет. С самого начала было ясно, что эти методы могут служить для [c.112]

Подобная программа исследования была применена уже неоднократно при исследовании дисперсности катализаторов магнитным методом. Однако успех исследования магнитных свойств активных центров будет существенно зависеть от выбора объекта. Наиболее подходящим, объектом для исследования магнитных свойств активных центров яв-лякэтся образцы, получаемые путем адсорбции из раствора ионов железа или никеля на поверхности слабомагнитных носителей (АЬОз, 5102, уголь и др.), которые после соответствующего восстановления в токе чистого водорода могут дать в зависимости от концентрации их на поверхности частицы различной крупности. Вследствие того, что всякая попытка получать атомы ферромагнитных металлов связана с дроблением компактного ферромагнетика на все более мелкие частицы, выво- [c.143]

Для изучения катализаторов магнитные методы впервые стали применяться начиная с 30-х годов (Мерк и Ведекинд, а также Гюттиг в Германии, Батнагар и сотрудники в Индии, Вудман, Тэйлор и Туркевич в США) [85, 86]. Наиболее систематические и плодотворные исследования в этой области принадлежат Селвуду [85, 87], который начиная с 1946 г. получил много важных данных, характеризующих различные классы катализаторов. Ввиду того что эти данные-систематизированы в доступных обзорах [83—85, 87], здесь нет необходимости останавливаться на них подробно. Достаточно сказать, что посредством магнитных методов Селвуд и его сотрудники достигли следующих результатов. [c.182]

Наибольший интерес среди этих новейших исследований пре.чставляет разработка метода исследования механизма хемосорбции в самых разнообразных условиях вплоть до изучения работающих катализаторов. Магнитный метод можно применять для измерения члектронной плотности работающих катализаторов, а также для определения направления перехода электронов от адсорбированной молекулы к частице металла. Было показано, например, что в то время как обычно водород адсорбируется на никеле при переходе электрона к металлу, на очень малых частицах никеля адсорбция, возможно, представляет процесс образования гидридного иона. Эти исследования могут быть проведены методом индукции в стандартной адсорбционной установке при незначительных затратах на ее оборудование для измерения удельной намагниченности. [c.112]

Магнитный метод изучения адсорбционного слоя, раз витый в нашей лаборатории Евдокимовым и др. 41—4 открывает важные возможности для изучения адсорбци онных катализаторов (подробнее см. ст. В. Б. Евдокимо ва и В. Д. Козлова в этом сборнике). Так, например магнитный метод отчетливо показал, что ферромагнит ные свойства железа и никеля, связанные с их кристал лической доменной структурой, практически утрачива ются в разведенных слоях. Это позволяет сделать пред положение, что эти металлы находятся в разведенных слоях в состоянии атомного раздробления или каких-то мелких атомных образований. Но так как граница между очень небольшим кристаллом и атомной группировкой условна, то главным результатом этих исследований является вывод, что с разведением слоя размер частиц быстро падает и способен достигать атомного порядка. Нестеров и Евдокимов [46] нашли, что переход к атомам и малым субкристаллическим частицам у адсорбированного на угле никеля происходит при заполнениях, лежащих в области оптимального удельного каталитического действия адсорбционных катализаторов. Так, при содержании никеля на угле 0,05% весь нанесенный металл находится в состоянии атомов и атомных групп с размером < 8 А. [c.25]

Следует указать далее, что среди существуюших представлений в области катализа совсем нет столь резких противоречий, как это кажется на первый взгляд тем, кто наблюдает полемику, иногда достаточно острую, между разными школами. При этом забывают, что фундамент у всех существующих направлений в теории катализа одинаковый и состоит в признании химической природы каталитических явлений, примейимости современных представлений о строении вещества и природе химической связи, об обязательности термодинамических соотношений. Установлено существование соответствия между определенными реакциями и катализаторами. Известно, что активность твердых катализаторов зависит от способа их приготовления. Все согласны и с тем, что при исследовании каталитических реакций должны применяться кинетические методы, а при исследовании катализаторов — современные физические методы рентгеноструктурный, влектронографиче-ский, электронно-микроскопический, метод электропроводности, магнитные методы, а также определение поверхности и распределения пор по их радиусам методом низкотемпературной адсорбции. Не вызывают также сомнения существующие методы каталитического синтеза, который в Московском университете представлен большой школой одного из основоположников органического катализа — Н. Д. Зелинского. [c.5]

Широкие возможности в изучении электронной структуры катализаторов и влияния на нее взаимодействия с реакционной системой открывают магнитные методы исследований. Измерения магнитной восприимчивости позволили Селвуду, Тшебятовскому, Рубинштейну с сотрудниками получить интересные сведения о валентном состоянии активных компонентов катализаторов, характере их распределения на поверхности носителя, десперсности ферромагнитных катализаторов и особенно механизме хемосорбции на дисперсных металлах. [c.11]

Обсуждение применения обычных магнитных методов было бы неполным без упоминания об эффекте Хедвалла [12]. В литературе имеются многочисленные примеры, когда каталитическая активность ферромагнитных катализаторов, исследованная в широком интервале температур, обнаруживает изменение энергии активации реакции в точке Кюри. Такие изменения могут явиться результатом из.менения в точке Кюри работы выхода электрона илп параметра решетки. [c.430]

Статья Сэлвуда содержит общирный экспериментальный материал по исследованию магнитными методами структуры и валентного состояния компонентов катализаторов. [c.4]

В статье Скейта и ван Рейена описываются разнообразные методы исследования катализаторов, состоящих из никеля и кремнезема (в конце статьи указаны также кремнеземные катализаторы, содержащие и другие металлы). Катализаторы разного состава получались различными способами — смешением, соосаждением, пропиткой, а также конденсацией паров металла. Из применявшихся методов следует отметить адсорбционный, рентгеноструктурный, электронномикроскопический, магнитный, кондуктометрический и фотоэлектрический. Изучалась активность указанных катализаторов в отношении реакций дейтерообмена, а также гидрирования этилена и бензола с применением кинетического метода исследования. Наиболее интересный вывод, к которому приходят голландские авторы статьи, состоит в том, что в противоположность распространенному мнению, активность конденсированных из паров пленок никеля, подобных изученным ранее Биком, и активность никель-кремнеземных катализаторов близки друг к другу, если сравнивать каталитические активности, приходящиеся на единицу поверхности никеля. [c.6]

Последнее десятилетие ознаменовалось определенными успехами в решении этих проблем, что было обусловлено развитием физико-химических методов непосредственного исследования металлов, сплавов и нанесенных металлических катализаторов магнитного, электронной микроскопии, ренг-геновского и электронографического анализа, измерения электропроводности и работы выхода, хемосорбции СО и Но. [c.6]

Вопрос о соотношении между каталитической активностью и степенью дисперсности активного компонента является одним из центральных вопросов гетерогенного катализа. В применении к металлическим катализаторам на носителях решение этой проблемы требует ответа на следующие вопросы зависит ли каталитическая активность от размера частиц нанесенного металла является ли необходимым условием его каталитического действия наличие сформированной кристаллической решетки, обладающей свойствами массивного металла, и, наконец, существует ли оптимальный размер кристаллитов, обеспечивающий максимальную каталитическую активность. Еще в 30-х годах Данков и Кочетков (149] при изучении разложения Н2О2 и гидрирования этилена на платине обнаружили максимум активности при размерах кристаллов 40—50 А и быстрый спад до нулевой активности при диаметре 20 А. Оптимум дисперсности никеля на А1г0з при дегидрировании спирта обнаружил Рубинштейн [150] в обла-, сти 60—80 А. Как недавно отметил Бонд [151], проблема нанесенных металлических катализаторов долгое время оставалась незаслуженно забытой и только в последние годы тщательное исследование удельной каталитической активности, отнесенной к 1 поверхности металла, в сочетании с различными физическими методами определения дисперсности металла (электронная микроскопия, рентгеновское уширение линий, магнитный метод, хемосорбция Н2 и СО и др.) приблизило нас к более глубокому пониманию поставленных вопросов. Тем не менее и сегодня они остаются дискуссионными. [c.51]

Метод ЭПР применим только для твердых тел, содержащих парамагнитные ионы или радикалы. Еще менее универсален метод ядерного магнитного резонанса (ЯМР) — его можно применять только для веществ, содержащих атомные ядра со спином, отличным от нуля. Тем не менее исследование твердых катализаторов этим методом может дать ценные сведения, которых нельзя получить иными методами. Этим путем можно, например, определять различные виды структурных дефектов в твердом теле, поскольку симметрия кристаллического поля влияет на расщепление энергетических уровней ядерного момента в этом поле. Изучая характер и интенсивность сигналов ЯМР, можно получить ценную информацию о нарушениях симметрии кристаллического поля. Такое исследование было проведено, в частности, для 7-А12О3, которая, как известно, имеет неупорядоченную структуру (статистическое распределение ионов в октаэдрических и тетраэдрических пустотах плотноупако-ванной решетки из ионов кислорода, причем большая часть пустот остается незаполненной или занятой протонами). [c.137]

Завершая данный обзор, хотелось бы надеяться, что удалось показать, каким образом физико-химические методы исследования могут быть эффективно использованы для изучения строения гетерогенных катализаторов. Использованные нами для изучения монолитных катализаторов очистки выхлопных газов автомобильных двигателей методы (химического анализа, рентгеновской дифракции, просвечивающей электронной микросокпии, адсорбционных методов, рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии) представляют собой минимальный набор, с помощью которого могут быть установлены такие важные свойства твердых гетерогенных катализаторов, как химический и фазовый состав, текстурные характеристики (величина удельной поверхности, общий объем пор и распределение пор по размерам), а также химический состав поверхности. Очевидно, что в каждом конкретном случае следует оценивать необходимость привлечения других физико-химических методов, может быть не столь универсальных, но позволяющих получать дополнительную информацию о том, или ином свойстве изучаемого катализатора (например методы магнитного резонанса — ЯМР и ЭПР). [c.38]

В разделе Физико-химические методы исследования катализаторов представлены статьи, посвященные применению различных физико-хи-мических методов к изучению катализаторов и протекающих на них процессов. Так, в отдел Электрические методы включены методы измерения проводимости, работы выхода, потенциометрические измерения в рас1Ворах и т. д. Отдел Магнитные методы содержит работы по изучению катализаторов статическими магнитными методами и методами электронного и ядерного резонансов. Работы, в которых описывается действие излучений на катализаторы, представлены в отделе Радиационные методы . [c.3]

При исследовании реакции окисления малоновой кислоты броматом в присутствии Мп(П)/Мп(П1) в качестве катализатора для регистрации колебаний в системе в работе [180] был выбран метод титрования с использованием ядерной магнитной релаксации. Были зарегистрированы и описаны колебания амплитуды сигнала и колебания скорости магнитной релаксации ядер протонов в водных растворах. [c.102]

Высокая степень стереорегулярности виниловых и акриловых полимеров может быть достигнута с помощью радикальных инициаторов, катионных и анионных катализаторов при низких температурах [23, 24]. Использование метода ядерного магнитного резонанса и результаты теоретического исследования Фордхема с сотрудниками [25] помогли пролить свет на многие неясные во- [c.36]

Химия висмутовых материалов в минувшие 10—15 лет успешно развивается по целому ряду направлений. Особый интерес проявлен к созданию высокотемпературных сверхпроводящих материалов, хотя в последнее время темпы исследований снизились. До сих пор не преодолены недостатки традиционных методов синтеза В1-ВТСП, такие как низкая скорость, неполное завершение твердофазной реакции, сложность направленного формирования реальной структуры материала, определяющей его структурно-чувствительные свойства. В то же время нарастает интерес к созданию материалов с полезными электрическими, магнитными, оптическими свойствами — твердоэлектролитных, сегнетоэлектрических, пьезоэлектрических и др. При этом повышенное внимание уделяется созданию тонкопленочных структур. Продолжается поиск активных и селективных висмутовых катализаторов реакций окисления углеводородов как существенной части промышленного гетерогенного катализа. Значительные успехи достигнуты в разработке эффективных лекарственных висмутсодержащих препаратов. Другие направления висмутового материаловедения развиваются менее интенсивно, но ситуация обещает измениться в ближайшей перспективе, особенно в части создания стекол различного назначения, сцинтилляторов, косметических средств, пигментов и др. [c.356]

На химическом факультете Московского государственного университета им. М. В. Ломоносова в лаборатории проф. Н. И. Кобозева для исследования физических свойств катализаторов применяется комплекс физических методов масс-снектрометрический, магнитный, люминес- центный и термический [1]. [c.142]

Железоугольные катализаторы синтеза аммиака являются интересными объектами магнитного исследования в том отношении, что на них впервые были проверены положения теории активных ансамблей Н. И. Кобозева [8]. Магнитные свойства этих катализаторов уже обсуждались в печати [3]. Была исследована серия катализаторов с различным содержанием железа на поверхности угля. Железо наносилось на поверхность угля из раствора пентакарбонила железа в абсолютном эфире. После восстановления чистым водородом образцы пересыпались в отсутствие воздуха в специальные ампулы и отпаивались. Магнитные измерения делались а крутильных магнитных весах по методу Фарадея, а также на весах по методу Гюи для части образцов, кроме того, была определена температурная зависимость. магнитного момента на горизонтал ьных крутильных весах. [c.144]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология