Поверхностные центры кислотного и основного типа

Поверхностные центры кислотного и основного типа [c.134]

Для объяснения природы кислотных и основных поверхностных центров бы-та применена теория полупроводников. Кислотные центры могут быть связаны с электроноакцепторными центрами /)-тина, а основные центры — с электронодонорными центрами и-типа [53]. Предполагают, что сильные электростатические поля являются, кроме того, фактически каталитически активными областями на некоторых катализаторах. Они были введены в рассмотрение в результате исследования катализаторов — молекулярных сит [48]. [c.400]

Базила с сотр. [38, 42] и Пери [20, 21, 56] выдвинули новые представления о структуре кислотных центров алюмосиликагелей, которые объясняют многие спектральные проявления адсорбции молекул алюмосиликагелями. Так, авторы работы [42] считают, что основными кислотными центрами являются электроно-акцепторные центры, связанные с поверхностными атомами алюминия в тройной координации. Проявления же кислотности типа Бренстеда обусловлены взаимодействием гидроксильной группы атома кремния с молекулой основания, адсорбированной на кислотном центре типа Льюиса. Подтверждением такой точки зрения на природу кислотности поверхности алюмосиликагелей Базила с сотр. считают полученные ими результаты по спектральному и. гравиметрическому исследованию адсорбции аммиака [38] и пиридина [42] алюмосиликагелем. Из этих результатов следует, что на поверхности алюмосиликагеля существует приблизительно одинаковое количество центров кислотности обоих типов. [c.331]

На двуокиси титана идентифицировано два тина льюисовских кислотных центров [77], природа которых должна быть ясна из проведенного рассмотрения форм адсорбции воды. Более сильный кислотный центр — это пятикоординационный титан, к которому присоединяется, например, при диссоциативной адсорбции воды ее гидроксильная группа. Менее сильный кислотный центр — это центр, на котором адсорбируется молекулярная вода. Таким образом, на предварительно гидратированной поверхности после прокаливания при 520 К имеются только центры со слабой кислотностью, в то время как после прокаливания при 670 К поверхность содержит оба типа кислотных центров. Более сильные кислотные центры, по-видимому, сравнимы по кислотности с центрами на у Окисн алюминия. Ясно, что эта модель предполагает существование на поверхности кислотно-основных пар, участвующих в диссоциативной адсорбции таких молекул, как вода или аммиак. Танабе [54] приводит данные о том, что некоторые лабораторные образцы двуокиси титана, полученные обработкой хлорида раствором аммиака с последующим прокаливанием при 670—770 К, имеют большую кислотность, чем промышленные образцы. По-видимому, различие обусловлено поверхностными примесями (возможно, хлорида) в лабораторных образцах. [c.70]

Такие адсорбаты, как аммиак, пиридин, сероводород или трехфтористый бор, специфичны при хемосорбции на определенных типах адсорбентов. Однако свойства этих адсорбентов обычно связаны с присутствием специфических поверхностных центров, концентрация которых заранее не известна (например, кислотных при хемосорбции аммиака и пиридина и основных при хемосорбции сероводорода и трехфтористого бора). Следовательно, эти данные важны для идентификации и определения специфических адсорбционных центров, но их значение для измерения собственно удельной поверхности невелико. [c.333]

Поверхностную плотность центров, соответствующих определенному типу кислотной силы, можно определить, добавляя к кислотной поверхности известное количество основания (обычно бутиламин). После установления равновесия адсорбированный индикатор переходит в кислотную или основную форму. Количество основания, необходимое для придания твердому телу окраски, приписываемой основной форме индикатора, соответствует числу тех кислотных центров, чья кислотная сила выше, чем рК, индикатора, используемого для титрования. [c.26]

Считается, что атом на поверхности, не имеющий соседа с одной стороны, обладает иным сродством к электрону, нежели эквивалентный атом в объеме. Состояния, возникшие в результате неодинакового сродства к электрону, называются таммов-скими состояниями. Поверхностные атомы — катионы в кристаллах типа АВ — имеют свободные орбитали и обладают донорными свойствами. Видимо, эти явления будут происходить у кристаллов-диэлектриков более сложного состава. Если атомные орбитали валентной зоны — анионные, то возникающие поверхностные состояния будут обладать донорными свойствами (кислород). Таким образом, таммовские состояния могут представлять кислотные или основные центры Льюиса, т. е. акцепторные или донорные ионные поверхностные состояния . Иногда могут проявляться и донорные, и акцепторные состояния, в зависимости от условий, причем донорные и акцепторные свойства поверхностных атомов диэлектрика будут выражены сильнее, чем у полупроводников. [c.42]

Активность оксида алюминия при нагревании увеличивается, несмотря на полную потерю гидроксильных групп при 800° С. Отсюда следует, что поверхностные гидроксильные группы не являются активными центрами оксида алюминия. Поверхность, образованная ионами кислорода и алюминия, создает сильное электростатическое поле, благодаря которому на поверхности появляются адсорбционные центры трех типов [4] 1) кислотные центры, создающие сильное положительное поле 2) центры основного [c.22]

Примеры титрований в водных средах, приведенные в разделе 11,1, фактически относились к реакциям ионного обмена. Катионы на поверхности катализаторов представляли собой ионы гидроксония. Для измерения поверхностной кислотности пригодны также и другие реакции ионного обмена, не включающие нейтрализацию ионов гидроксила или гидроксония. Это, в частности, имеет место для молекулярных сит и новых ката.лизаторов крекинга, представляющих смесь аморфного катализатора и молекулярных сит, подвергнутых реакции ионного обмена. Кислотные центры на эти.х катализаторах связаны с катионами. Молекулярные сита с одновалентными катионами (за исключением, вероятно, протонов) неактивны в качестве катализаторов крекинга. Однако, когда в них проводят обмен с поливалентными катионами или их декатионируют, они становятся активными. В случае молекулярных сит активные центры рассматривают, кроме того, как области сильных электростатических полей [48]. Принимают во внимание и влияние основных центров, расположенных по соседству с кислотными центрами, полагая, что каталитическая активность связана с силовым нолем между центрами обоих типов. [c.365]

HP и I — кислотная и основная формы соответственно, а через Н" " обозначен поверхностный кислотный центр бренстедовского типа. Ка для индикатора определяется как [c.368]

На основании ИК-спектроскопических исследований гидроксильного покрова оксида магния, подвергнутого термовакуумной обработке при различных температурах, установлено существование нескольких типов ОН-групп, которым соответствуют полосы поглощения 3750, 3710 и 3550 см [41, 69]. Полоса поглощения 3710 см исчезает после термовакуумной обработки оксида выше 470 К. После прогрева оксида магния при 870 К в его спектре остается только полоса поглощения 3750 см , которая исчезает лишь при термообработке оксида выше 1200 К [70]. Эта высокочастотная полоса поглощения относится к свободным поверхностным ОН-группам. Другие полосы поглощения отнесены к разным типам ОН-групп, связанным с различным числом атомов магния. Отсутствие заметных сдвигов полос поглощения при адсорбции на поверхности оксида магния веществ различной природы объясняется основным характером ОН-групп. На поверхности чистого оксида магния не обнаружены бренстедовские и льюисовские кислотные центры. [c.77]

Катализ на твердых кислотах и основаниях. Для катализаторов кислотно-основного типа специфика твердого тела не выражена так резко, как для полупроводников и металлов. Активные центры кислотных кат. представляют подвижные протоны И (центры Бренстеда) или атомы, способные присоединять пару электронов (центры Льюиса), напр, атом А1 на пов-сти AljOj. Соотв. основными центрами являются акцепторы протона или доноры электронной пары, напр, атомы кислорода на пов-сти СаО, MgO и т.п. Кислотными бренстедовскими центрами простых оксидов металлов являются поверхностные гидроксильные группы, остающиеся после частичной дегидратации пов-сти при нагр., или молекулы Н О, координационно связанные с пов-стью. Для металла М, находящегося в начале каждого периода, гидроксильные группы имеют основные св-ва [...ОМ] [ОН] для находящегося в конце периода-кис-лотные [...ОМО] Н . Льюисовскими кислотными центрами служат координационно-ненасыщенные ионы, напр. A10J на AljOj. Эти центры способны взаимод. с реагирующей молекулой-донором пары электронов. Кислотными катализаторами являются оксиды металлов с большим отношением заряда иона к его радиусу - окси ды Мо, Zn, Са, РЬ и др. Их активность связана с положением металла в периодич. системе и возрастает в периодах при переходе к V-VII группам, а в группах-при переходе к [c.540]

Аналогичная картина наблюдается при окислении органических молекул на нанесенной пятиокиси ванадия, причем происходит образование поверхностных ионов 0 (хем.). Авторы считают 0 активной формой кислорода, ведущей процесс [83]. Этот вывод расходится с широко распространенным представлением о прямом участии ионов О " решетки в окислительных реакциях, проводимых на УдОз и на более сложных системах, включающих пятивалентный V (см. главу VI, стр. 298). Но это противоречие, вероятно, кажущееся. Можно представить себе реакции поверхностных 0 "-ионов с образованием промежуточного хемоадсорбированного 0"-иона. В одних случаях и условиях могут прямо участвовать ионы 0 , в других — 0 (хем.). Укажем также на бесспорное участие в ряде реакций кислотно-основного типа на окиси алюминия, на алюмосиликатных и на других подобных системах бренстедтовских протонных и льюисовских апротонных кислотных центров, действующих с образованием разных промежуточных положительно и отрицательно заряженных органических ионов. Из прочих активных промежуточных форм назовем я-комплексы, образуемые с катализаторами непредельными и ароматическими соединениями (и различные другие комплексы с переносом зарядов), и соединения, в которых водород, связанный с кислородом и азотом, образует водородные связи с активными центрами твердого тела. [c.56]

По модели Маделунга оксид обладает двумя типами центров. В отсутствие гиДроксилирующего покрова незанятые орбитали катионов действуют как акцепторные поверхностные состояния — кислотные центры Льюиса, а орбитали ионов кислорода — как донорные поверхностные состояния (основные центры по Льюису). После гидроксилирования поверхности возникают центры Брен-стеда. [c.43]

Если не принимать во внимание изменение валентности хрома, гидроксилированная поверхность его окиси, по крайней мере формально, сходна с рассмотренной в предыдущем разделе поверхностью окиси алюминия. Процессы дегидроксилиро-вания и гндрокснлирования, образования и разрушения кислотных и основных поверхностных центров различных типов для этих двух систем аналогичны. [c.65]

Весьма вероятно, что большую роль в катализе играют я-комплексы с многоцентровыми орбиталями (и ири том не только в реакциях непредельных и ароматических соедииеиий). С активным центром при хемосорбции взаимодействует существующее в исходных веществах или вновь образующееся коллективное электронное облако нескольких л-электронов — двух у олефинов, четырех у диолефинов с сопряженными двойными связями, шести — у бензола и пиридина. Для поверхностного я-коми-лекса вероятно плоское расположение молекулы на поверхности. По ориентации такая конфигурация имеет сходство с дублетами, квадруплетами и секстетами мультиплетной теории. На вероятное участие некоторых других типов комплексов с неклассическими связями указывал Я. К. Сыркин [34]. Каждой такой форме соответствует своя геометрическая конфигурация, которая может значительно отличаться от геометрической структуры, основанной на величинах углов и расстояний классических связей. Теория кристаллического ноля применима как к окислитель-но-восстановительному, так и к кислотно-основному катали.зу. [c.27]

Во всех рассмотренных работах для различения типов кислотности поверхностных центров алюмосиликагеля использовались в основном полосы антисимметричных деформационных колебаний 1430 и 1620 см (см. табл. 2.). В работе [39] для анализа кислотности алюмосиликатов с высоким содержанием окиси алюминия испол ьзовалась полоса поглощения симметричного деформационного колебания координационно связанного аммиака в области 1350—1200 см . Было найдено, что эта полоса поглощения смещается в сторону высоких частот с ростом температуры откачки катализатора. Например, для образца алюмосилика-геля, содержащего 5% ЗЮг, полоса поглощения смещается от 1250 см (после обработки при 25° С) до 1310 см (после обработки при 300°С). Это смещение полосы поглощения рассматри- [c.315]

Обсуждая крекинг индивидуальных парафинов, мы рассмотрели различные гипотезы относительно начальной стадии процесса. В случае крекинга газойлей сложность возрастала из-за того, что это сырье содержит компоненты различной молекулярной массы. В результате основное обсуждение крекинга газойлей сосредоточилось на поверхностных характеристиках общей конверсии или суммарной селективности. Несомненно, что если бы были установлены кинетические параметры крекинга газойлей, можно было бы получить большой объем информации, изучая их изменение в зависимости от составов сырья и катализатора. Корма и Войцеховский [43] попытались объяснить влияние активных центров различных типов при каталитическом крекинге газойля, сопоставляя кинетические параметры, полученные с использованием модели ВПП, с экспериментальными данными по крекингу газойля на двух различных цеолитных катализаторах. Так как в обоих случаях применялось одно и то же сырье, ясно, что все различия в параметрах (табл. 6.1) должны быть связаны со свойствами катализаторов и, в первую очередь, с природой их активных центров. На основании данных ИК-спектроскопии и изучения крекинга кумола, как модельной реакции, обнаружено, что цеолит HY содержит больше центров Бренстеда и меньше Льюиса, чем LaY [58]. С другой стороны, исследование распределения кислотной силы методом Бенеши позволило установить, что число активных центров с рК<6,8 больше па цеолите НУ, тогда как ЬаУ содержит больше сильных кислотных центров с рК<1,5 [43]. Это те самые сильные центры, которым приписывают основную активность в ка-(галитическом крекинге парафинов [59]. В свете этих данных можно представить следующую схему крекинга обычного парафинис-froro газойля. [c.132]

Даже поверхностное - знакомство с экспериментальными данными приводит к выводу, что предложенная Тафтом комбинация реакционных серий щелочного и кислотного гидролиза сложных эфиров здесь не годится, поскольку отсутствуют сведения для достаточно представительной группы заместителей X, изолированных от реакционного центра, скажем, одни.м метиленовым звеном. Поэтому такой путь расчета индукционных постоянных о может быть использован разве только в целях характеристики нескольких опорных заместителей с тем, чтобы не менять их первоначального масштаба. Фактически большинство значений 0, приведенных Тафтом [37, с. 562] для неуглеводородных заместителей, вычислено из рКа карбоновых кислот или данных для нескольких других реакционных серий — вторичных стандартов. Чартон [74] предлагает использовать рКа карбоновых кислот типа ХСН2СООН в качестве основной стандартной реакционной серии при определении индукционных постоянных заместителей 0/. Указанная серия действительно наиболее представительна. Однако и в этом случае далеко не для всех заместителей X имеются вполне надежно определенные термодинамические значения рКа- Кроме того, остается еще проблема сопоставления с данными для нескольких других, столь же представительных реакционных серий. Соответствующий выбор не отличается изобилием, особенно, если претендовать на достаточно большую чувствительность к индукционному влиянию. Могут быть использованы еще следующие серии [c.139]

Ути два примера, показывающие, как можно использовать данные о теплотах адсорбции для решения вопроса о типе адсорбционного взаимодействия, напоминают некоторые практические соображения, высказанные нами ранее при первом обсуждении основных различий между физической адсорбцией и хемосорбцией (разд. 2.1.1). Используя подход, во многих отношениях сходный с тем, который применяли Гейл и др. [211], Хшие [227, 228] показал, что при адсорбции аммиака на алюмосиликатных катализаторах крекинга протоны поверхности катализатора соединяются с молекулами аммиака, образуя в адсорбционной фазе ионы КЩ. А это значит, что при взаимодействии аммиака, имеющего свойства основания, с кислотными центрами [229—231] на поверхности катализатора образуется соль. Анализируя форму кривой, выражающей зависимость АН от 0, Хшие [227] пришел также к выводу, что кислотные центры Льюиса (которые являются акцепторами электронов) соединяются с аммиаком и что поверхностные гидроксильные группы образуют с ним водородные связи. [c.106]