Химия поверхности носителей

Нанесенные металлические катализаторы с высокой степенью дисперсности готовят также катионной [59] или анионной [59, -60] адсорбцией металлических соединений из раствора поверхностью носителя. Лишь сравнительно недавно были объяснены основные аспекты химии поверхности носителя и его взаимодействие с раствором [60]. [c.56]

Даже в том случае, когда носителю приписывают пассивную роль, очевидно, что его структура и химические свойства поверхности оказывают большое влияние на свойства нанесенного катализатора. Так, например, пористость, удельная поверхность и природа поверхности носителя влияют на степень дисперсности нанесенного металла. Кроме того, пористость носителя определяет степень доступности нанесенного металла для реактантов, и, наконец, вещество, используемое в качестве носителя металлической фазы, может проявлять собственную каталитическую активность. Хорошо известный пример этого — бифункциональные платина-алюмосиликатные и платина-цео-литные катализаторы риформинга углеводородов, этой причине в главе, посвященной носителям, рассмат/ ивается не только их структура, но и освещаются некоторые общие вопросы химии поверхности носителей. [c.9]

ХИМИЯ ПОВЕРХНОСТИ НОСИТЕЛЕЙ 2.1. Выбор носителя. Общие и специальные требования к носителю [c.25]

Химия поверхности носителей [c.34]

Химия поверхности носителей [ Гл. 2 [c.52]

Полученные данные показали, что величины удерживания молекул в газо-жидкостном варианте хроматографии при использовании в качестве твердого инертного носителя пористых полимерных сорбентов существенно зависят, с одной стороны, от природы и количества неподвижной жидкой фазы, а с другой — от особенностей структуры и химии поверхности полимерного сорбента. [c.85]

При обсуждении общих вопросов химии поверхности веществ, используемых в качестве носителей катализаторов, естественно, невозможно было рассмотреть все конкретные детали химических свойств разных функциональных поверхностных групп. Некоторые из этих особенностей обсуждаются в последующих разделах, посвященных индивидуальным веществам. [c.47]

Общие требования к твердым носителям, применяемым в газовой хроматографии, сформулированы в многочисленных работах и изложены в монографиях [35, 70, 71, 81]. При решении конкретных задач с помощью метода ПГХ- применение твердого носителя с заданными свойствами может оказаться определяющим для получения положительного результата. В связи со сложностью состава продуктов пиролиза даже небольшие различия в свойствах (удельная поверхность, распределение пор по размеру, химия поверхности, зернение) твердых носителей могут играть существенную роль при разделении. [c.75]

Как уже отмечалось, термическая обработка с флюсами или без флюсов является одной из первых стадий при получении диатомитового носителя в основном эта стадия приводит к улучшению геометрической структуры твердого носителя. Другие методы модификации направлены, главным образом, на изменение химии поверхности, на снижение ее адсорбционной активности. [c.155]

Для модификации твердого носителя сплошной пленкой может быть использован материал, характеризующийся хорошей адгезией к носителю. Геометрическая структура поверхности твердого носителя после модификации изменяется обычно незначительно, причем происходит некоторое ее улучшение в результате заполнения мелких пор материалом пленки. Природа модифицированной поверхности определяется химией поверхности [c.157]

Рассмотрена химия поверхности различных носителей, свойства и способы получения модификаторов, процессы взаимодействия модификаторов с поверхностными функциональными группами, строение, свойства и методы исследования привитых слоев. [c.2]

Таким образом, можно говорить о том, что на стыке нескольких фундаментальных научных дисциплин — неорганической, органической, коллоидной химии и химии высокомолекулярных соединений — сложилось новое научное направление химия привитых поверхностных соединений (ППС). Это научное направление имеет свой объект исследования — твердое тело, представляющее собой носитель с химически закрепленным на его поверхности слоем молекул, их агрегатов или макроскопических частиц. Важно, что этот объект нельзя свести к объектам смежных разделов химии. Наличие носителя (пористого или непористого, органического или минерального, синтетического или природного) и химически привитого слоя делают рассматриваемый объект, с одной стороны, уникальным, с другой — чрезвычайно многообразным. [c.18]

Механизм реакции модифицирования представляет собой обычную реакцию нуклеофильного замещения уходящей группы при якорном атоме силанольной группой поверхности. Однако при изучении модифицирования носителей удобнее рассматривать в качестве основы реакции именно носитель, а не модификатор. В этом случае реакция модифицирования должна быть рассмотрена как электро-фильное замещение протона силанольной группы якорным атомом модификатора. Естественно, никакой разницы в сущности реакции в этих двух случаях нет. Вопрос здесь только в том, что считать основным веществом реакции, то есть веществом, по отношению к которому реакция происходит, — модификатор или носитель. Большинство исследователей в области химии поверхности за основу берет именно носитель. Например, такой терминологии придерживаются авторы монографии [c.100]

Структура пор и химия поверхности носителей жидких фаз важна при их применении в газовой хроматографии. Однородная макропористая структура и хоропгая смачиваемость носителя способствуют расположению пленки жидкости на его поверхности в виде слоя довольно постоянной толщины, что при прочих равных условиях значительно увеличивает эффективность хроматографических колонок. Следует отметить, что до сих пор не создан носитель, который полностью отвечал бы всем необходимым требованиям [1—4]. Отечественные носители ИНЗ-600 и сферохром-1 [2] уступают по своим свойствам лучшим зарубежным образцам, что обусловлено неудачным выбором исходного сырья и недостатками в способе их обработки. В настоящей работе описан новый носитель — поро- [c.81]

Носитель в газо-жидкостной хроматографии. Выбор оптимальной геометрической структуры носителя, роль объема и размеров пор кривой распределения объема пор по размерам. Электронно-микроскопические и ртутно-порометриче-ские исследования носителей. Роль химии поверхности, ее модифицирование. Примеры аналитических применений газо-жидкостной хроматографии, ее ограничения. [c.297]

Исключительно важное значение химия поверхности адсорбентов и носителей имеет в газовой и жидкостной хроматографии для анализа сложных смесей, препаративного выделения чистых веществ и управления технологическими процессами. Химия поверхности играет важную роль и в процессах, протекающих в биологических системах. К ним относится, в частности, взаимодействие биологически активных веществ, в том числе лекарственных препаратов, с рецепторами — местами их фиксации в организме. Изучение модифицирования поверхности необходимо для решения вопросов совместимости искусственных материалов с биологическими. Химическое модифицирование адсорбентов применяется при разработке эффективных методов вывода из крови разного рода токсинов (гемосорбция). Прививка к поверхности крупнопористых адсорбентов и носителей соединений с определенными химическими свойствами необходима для иммобилизации ферментов, их хроматографического выделения и очистки, а также для иммобилизации клеток. Иммобилизованные ферменты и клетки эффективно используются в промышленном биокатализе, обеспечивая высокую избирательность сложных реакций в мягких условиях. Очистка и концентрирование вирусов гриппа, ящура, клещевого энцефалита и других для получения эффективных вакцин требует применения крупнопористых адсорбентов с химически модифицированной поверхностью. [c.6]

Адсорбционное модифицирование графитированных саж и кремнеземов с (успехом используют для получения адсорбентов с разной химией поверхности. Для этого поверхность адсорбента-носителя покрывают плотными монослоями сильно адсорбирующихся на нем молекул или макромолекул, содержащих разные функциональные группы. Таким образом можно значительно увеличить набор селективных адсорбентов для хроматографии и в результате увеличения однородности поверхности и блокировки тонких пор повысить эффективность колонн. При этом достигается не только нужная специфичность адсорбента, но и, благодаря экранированию модификатором силовых центров самого адсорбента-носителя, снижается общая энергия адсорбции, в особенности вклад в нее энергии неспецифических межмолек улярных взаимодействий. Это вызывается тем, что, в отличие от неорганического адсорбента-носителя, средняя поверхностная концентрация силовых центров (атомов, образующих молекулы модификатора) меньше, так как расстояния между молекулами модификатора даже в- плотном монослое определяются их вандерваальсовыми размерами. Уменьшение энергии адсорбции позволяет понизить температуру колонны при разделении данной смеси. [c.76]

Оксид алюминия, особенно его у- и т1-формы, широко применяется как катализатор и носитель катализаторов. Химия поверхности А12О3 достаточно хорошо изучена. Пери показал, что при постепенном обезвоживании полностью гидроксилирован-ной поверхности образуются пять различных типов ОН-групп, которые отличаются своим окружением (рис. 30). Этим группам Пери приписал пять различных полос ОН, найденных в ИК-спектре (рис. 31). [c.83]

Научные работы посвящены изучению химии поверхности, меж-молекулярных взаимодействий, адсорбции и хроматографии. Обнаружил (1936) гидроксильные группы на поверхности кремнеземных адсорбентов. Разработал молекуляр-но-статнстический метод расчета термодинамических характеристик адсорбщ1И на основе полуэмпири-ческих атом-атомных потенциалов межмолекулярного взаимодействия. Создал высокоселективные и эффективные адсорбенты для хроматографии, а также носители для иммобилизации ферментов и клеток. Разработал (1978—1979) новый метод расчета структурных параметров сложных молекул на основе данных адсорбционной хроматографии, названный хромато-скопией. [c.236]

Исследовалась возможность использования волжских опок г> газовой хроматографии в качестве инертных носителей [52]. Прокалкой неоднородно пористых опок Поволжья при температуре выше 1000° или обработкой 5%-ным раствором соды в автоклаве, под давлением 30—40 атм авторы [54] получили однородно макропористые образцы с радиусом пор в области 2—10 тыс. А и с удельной поверхностью 2—20 м 1г. Методом ИК-спектрометрии было установлено, что перестройка физической структуры опок при их прокалке сопровождалось существенным изменением химии поверхности опок за счет ее практически полного дегидроксилиро-вания. [c.52]

Преодоление трудностей на пути достижения достаточно высокой эффективности колонн в ГАХ и ЖАХ, приведшее к резкому уменьшению размывания пиков, их сужению и высокой симметричности, позволяет реализовать высокую селективность адсорбционных систем и проводить весьма тонкие и быстрые разделения на коротких колоннах. Для решения этих задач необходимо изучение межмолекулярных взаимодействий в системах газовая смесь—адсорбент и, соответственно, жидкий раствор — адсорбент. Для этого, в свою очередь, необходимы, с одной стороны, регулирование геометрии и химии поверхности адсорбентов, разработка методов их геометрического, адсорбционного и химического модифицирования, разработка комплекса химических и физических методов исследования структуры и состава поверхности адсорбентов и, с другой стороны, исследования структуры и свойств разделяемых молекул как в газе-носителе, так и в жидком растворе — в элюентах разной природы и состава. Изучение межмолекулярных взаимодействий при адсорбции должно основываться на использовании молекулярностатистической теории адсорбции и теории межмолекуляр1ных взаимодействий. Разработка этих теорий встречает большие трудности, в особенности при адсорбции на неоднородных адсорбентах и при адсорбции из растворов. Следует, однако, отметить, что необходимость решения все более сложных чисто [c.12]

Катализ комплексами металлов, закрепленными на поверхности носителей, является в настоящее время одним из быстро развивающихся налравлений в каталитической химии. Оно возникло около 10 лет назад на стыке гомогенного и гетерогенного катализа, реализовав в закрепленных комплексах основные идеи и того й другого. [c.170]

Таким образом, изменяя химию поверхности адсорбента и природу элюента, можно в широких пределах регулировать селективность жидкостной хроматографической системы и оптимизировать выбор этих факторов для разделения различных конкретных смесей. Изменить химию поверхности адсорбирующей поверхности можно, нанося на адсорбент-носитель пленку жидкости. Однако применяемые в жидкостно-жидкостной хроматографии лсидкие фазы, отложенные на поверхности адсорбентов-носителей, постепенно выводятся из колонны за счет растворения в элюенте, что приводит к нестабильности параметров удерживания и искажению работы детектора. [c.223]

В кннге описаны разнообразные методы исследования химии поверхности твердых тел, адсорбции газов, паров и растворенных веществ, а также газовой и молекулярной жидкостной (адсорбционной и ситовой) хроматографии. Наряду с вакуумными метода.ми измерения изотерм адсорбции рассмотрены калориметрические измерения теплот адсорбции и теплоемкости адсорбционных систем, хроматографические, спектроскопические, радиоспектроскопические, масс-спектро-метрические, электронно-микроскопические и другие методы, позволяющие исследовать пористость и химическое строение поверхности адсорбентов, носителей, катализаторов и состояние адсорбированных молекул. Книга написана авторами, принимавшими непосредственное участие в разработке и применении описанных экспериментальных методов, и содержит много полезных практических советов, составленных на основе многолетнего опыта. Описания ряда новых методов содержат краткие изложения их теоретических основ. Большое внимание уделено анализу погрешностей измерений и конкретным примерам. [c.2]

Для увеличения эффективности разделения колонки заполняют частицами, на внешнюю поверхность которых наносят тонкий слой пористых в-в с развитой адсорбционной по-верхйостью. Тонкие слои адсорбента можно наносить, провоДя хим. реакцию на поверхности носителя, обрабатывая последний суспензией адсорбента в низкокипящей жидкости и т. д. [c.205]

В связи с этим мне хотелось бы обратить внимание на возможную роль локальных свойств поверхности в катализе на примере германия и кремния. Такая постановка вопроса может показаться парадоксальной, поскольку каталитические свойства германия и кремния обычно рассматривались в прямой связи с их полупроводниковыми свойствами Между тем полученный экспериментальный материал показывает, что, хотя германий и кремний действительно оказались очень активными катализаторами ряда окислительновосстановительных реакций, их каталитическая активность крайне мало чувствительна к изменению типа проводимости и концентрации носителей тока. Имеются и другие экспериментальные данные, которые нельзя объяснить в рамках существующих представлений полупроводникового катализа. Так, вопреки принятой точке зрения, согласно которой в изоэлектронном ряду катализаторов — полупроводников каталитическая активность уменьшается с увеличением ширины запрещенной зоны, удельная каталитическая активность кремния оказалась соизмеримой с активностью германия. Не находит также объяснения высокая активность германия по отношению к реакциям с участием соединений, содержащих в своем составе электронодонорные элементы — кислород и азот (дегидрирование спиртов, разложение муравьиной кислоты и гидразина). Представляется целесообразным искать причину высокой каталитической активности германия и кремния в особенностях химии поверхности этих катализаторов. Экспериментальный материал, накопленный химией кремний-, германий- и оловоорганических соединений, указывает на существеннзгю роль в стабилизации химической связи этих элементов с электронодонор-ными элементами или группами так называемого — р -взаимодействия, при котором используются вакантные -орбитали соответствующего элемента 1У-й группы. Сильные доноры электронов могут легко связываться за счет отдачи электронов этим орбиталям даже в том случае, когда - и р-электроны кремния, германия или олова уже использованы для образования связей. Теоретическое рассмотрение показывает, что прочность взаимодействия, характеризуемая интегралом перекрывания, для случая, когда -орбитали относятся к самой внешней электронной оболочке (кремний, германий и олово), должна слабо зависеть от главного квантового числа соответствующего атома. Такая слабая зависимость связана с более диффузным характером -орбиталей последней электронной оболочки по сравнению с р-орбиталью той же оболочки. В настоящее время имеется ряд экспериментальных работ, подтверждающих этот вывод теории. Сходство каталитических свойств германия и кремния и их высокая активность в реакциях соединений, содержащих в своем составе электронодонорные элементы, наводит на мысль об участии в элементарных стадиях катализа вакантных -орбиталей поверхностных атомов. В таком случае — р -взаимодействие может оказаться дополнительным фактором стабилизации переходного состояния. Например, в случае дегидрирования спиртов на германии таким переходным состоянием может быть поверхностное алкоксипроизводное германия. Известно, что для алкоксипроизводных эффект — р -взаимодействия имеет место. Заметим, что с точки зрения предлагаемого гипотетического механизма локальных эффектов [c.164]

Необходимо отметить, что нанометровые объекты хорошо известны с прошлого и позапрошлого века, как, например, коллоиды или гетерогенные катализаторы, включающие наночастицы на поверхности носителей. Однако в последнее десятилетие двадцатого века произошло выделение таких понятий, как нанокластер, наноструктура, и связанных с ними явлений в отдельную область физико-химии. Это произошло главным образом в результате значительного прогресса в получении и исследовании нанообъектов, возникновении новых наноматериалов, нанотехнологий и наноустройств. Синтезированы новые гигантские нанокластеры ряда металлов, фуллерены и углеродные нанотрубки, многие наноструктуры на их основе и на основе супрамолекулярных гибридных органических и неорганических полимеров и т.д. Достигнут замечательный прогресс в методах наблюдения и изучения свойств нанокластеров и наноструктур, связанный с развитием туннельной и сканирующей микроскопии, рентгеновских и оптических методов с использованием синхротронного излучения, оптической лазерной спектроскопии, радиочастотной спектроскопии, мессбауэровской спектроскопии и т. д. [c.9]

Дальнейшее развитие химического модифицирования связано с решением задачи закрепления на поверхности носителей координационных соединений переходных металлов. Эти исследования были стимулированы потребностями в гетерогенных катализаторах, сочетающих достоинства гомогенных металлокомплексов и традиционных гетерогенных контактов [22, 23]. Пик развития этого направления пришелся на 70-80-е гг. В нашей стране центром работ по гетерогенным металлокомплексным катализаторам стал Институт катализа в Новосибирске, где под руководством проф. Ю. И. Ермакова (1934-1986) был выполнен весьма обширный комплекс исследований, получивший мировое признание. За рубежом это научное направление развивается и поныне, причем наиболее продуктивно работает группа проф. Бассэ (Лион, Франция), который является лидером в области металлоргани-ческой химии поверхности. [c.13]

Химическое модифицирование поверхности — интенсивно развивающаяся и формирующаяся область науки и поэтому не имеет устоявшейся и общепринятой терминологии. Зачастую в ней используются определения и понятия, заимствованные из пограничных областей. Так, для обозначения процесса фиксации соединения на поверхности носителя специалисты в различных областях науки употребляют разные термины иммобилизация (в основном применительно к ферментам), закрепление и гетерогенизация в катализе, прививка в химии высокомолекулярных соединений, хемосорбция в классической физической химии. На наш взгляд, термин гетерогенизация предпочтительнее он указывает на перевод вещества из гомогенной фазы на поверхность другой фазы — твердого носителя. Ясно, что использование нескольких терминов для обозначения одного и того же процесса или объекта иногда приводит к путанице и неточностям. Однако для того, чтобы излагаемый материал был понятен специалистам разных направлений, привыкшим к своей терминологии, в настоящей книге используются различные варианты названий. Ниже даны определения [45], которые, по нашему мнению. [c.14]

Для химии поверхности и материаловедения важными примерами фракталов являются частицы некоторых порошков, поверхности пористых носителей, дендриты. Кристаллизация, коагуляция, коррозия, травление и химическое модифицирование поверхности часто протекают с образованием фрактальных структур. Фрактальность поверхности также оставляет заметный отпечаток на физических процессах, протекающих на носителях. Так, фракталы по сравнению с планарными носителями иначе адсорбируют и смачиваются, иначе растворяются и проводят электричество, по фракталам иначе происходит диффузия вещества. [c.33]

Химия поверхности оксвда алюмшшя. Среди минеральных носителей для химического модифицирования оксид алюминия по распространенности занимает второе место после кремнезема. Более редкое его применение связано во-первых, с меньшей, чем у кремнезема вариабельностью размеров пор и величин удельной поверхности, во-вторых, с наличием на поверхности А12О3 активных центров, обусловливающих различные неконтролируемые превращения органических или элементоорганических модификаторов. [c.56]

Понятно, что выбор модификатора диктуется задачей, которая стоит перед исследователем. В большинстве случаев при синтезе поверхностно-модифицированных материалов стремятся к получению максимально плотных слоев привитых молекул. При этом химические свойства материала определяются химической природой иммобилизованного на поверхности соединения. Однако такой подход используется не всегда встречаются задачи, когда требуется создать на поверхности носителя разреженный слой привитых молекул. Так, катионит на минеральной основе для ионной ВЭЖХ должен иметь очень ограниченную ионообменную емкость, которая достигается низкой плотностью прививки сульфогрупп. Очевидное, казалось бы, требование максимально прочного закрепления привитых молекул на поверхности также не всегда справедливо. Например, иммобилизованные на поверхности носителя лекарственные препараты должны легко элюироваться в ткани под действием биологических жидкостей или ферментов, поэтому связь между молекулой препарата и поверхностью должна быть достаточно лабильной. Из приведенных примеров ясно, что синтетические задачи химии привитых поверхностных соединений исключительно многообразны. Тем не менее, при выборе модификатора следует руководствоваться определенной логикой. [c.68]

Механизм модифи1МЧ> <на12ия поверхности кремнезема. Одним из важных вопросов в химии поверхности является вопрос о том, по какому механизму происходит реакция модифицирования. Нужно отметить, что подробно механизмы модифицировгшия были исследованы только для кремнезема. Это, по-видимому, связано с тем, что именно кремнезем чаще других носителей выступает в качестве матрицы для дальнейшего модифицирования. Однако химия поверхности большинства оксидных минеральных носителей — это, в первую очередь, химия гидроксильных групп. Поэтому химия поверхности кремнезема в первом приближении похожа на химию поверхности других минеральных носителей, и можно ожидать, что механизмы модифицирования оксидных носителей будут во многом сходны с механизмами модифицирования кремнезема. [c.100]

ХИМИЯ ПЛАЗМЫ. Плазма — ионизованный газ, используется как среда, в которой протекают в[лсокотемператур-ные химические процессы. С помощью плазмы достигают температуры около миллиона градусов. Плазма, используемая в химии, в сравнении с термоядерной считается низкотемпературной (1500—3500 С). Несмотря на это, в химии и химической технологии она дает возможность достижения самых высоких температур. В химии плазма используется как носитель высокой температуры для осуществления эндотермических реакций или воздействия на жаростойкие материалы ири их исследовании. Технически перспективными процессами X. п. считаются окисление атмосферного азота, получение ацетилена электро-крекингом метана и других углеводородов, а также синтез других ценных неорганических и органических соединений. Специальными разделами X. п. является плазменная металлургия — получение особо чистых металлов и неметаллов действием водородной плазмы на оксиды или галогениды металлов, обработка поверхностей металлов кислородной плазмой для получения жаростойких оксидных пленок или очистки поверхности (в случае полимеров). К X. п. примыкают также процессы фотохимии (напр., получение озона). Здесь фотохимический процесс протекает в той же плазме, которая служит источником излучения. [c.275]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология