Химия поверхности оксида алюминия

Поверхности металлов и ионных твердых тел по своей природе обладают высокой химической реакционной способностью. Причина этого явления понятна. Структура кристалла в объеме такова, что каждый атом внутри него имеет наилучшие условия для связывания с окружающими его соседними атомами в любом из трех измерений. Но на поверхности способность атомов к связыванию не исчерпывается полностью, поскольку по крайней мере с одной стороны у них нет соседей. Таким образом, поверхность представляет собой область особых химических свойств, которые очень интересны для химиков. Важность таких особых свойств переоценить трудно. Например, коррозия, конечно, протекает на поверхности железа, оказывая одинаково плохое воздействие и на огромную Эйфелеву башню и на маленькую иголку. Оценки показывают, что коррозия ежегодно обходится США в миллиарды долларов. На поверхности алюминия протекает очень быстрая реакция с кислородом воздуха. В результате образуется защитная пленка из весьма инертного оксида. Поэтому мы спокойно пользуемся на кухне алюминиевой фольгой, хотя известно, что при достаточно высокой температуре сам алюминий воспламеняется. Но самое большое внимание химия поверхности привлекает в связи с тем, что именно поверхности могут обладать чрезвычайно высокой каталитической активностью. Способность поверхности твердого тела на несколько порядков увеличивать скорость химических реакций, оставаясь при этом неизменной, называется гетерогенным катализом. В разд. 1П-Б и Ш-В мы уже отмечали очень большое значение гетерогенного катализа, на котором основаны промышленные процессы, имеющие чрезвычайно важное экономическое значение. Это одна из самых важных и быстро развивающихся передовых областей химии. [c.184]

Стекло для наполнения полимеров используют в виде порошков, сплошных и полых микросфер и стеклянных волокон (коротких и непрерывных) [55]. Поверхность стекла гидрофильна, плохо смачивается гидрофобными полимерами. Исследования химии поверхности стекла показали [41, 81], что в предельно гидроксилированном состоянии концентрация ОН-групп на ней составляет 7-9,5 мкмоль/м (4,2-5,7 групп/нм ) и близка к их концентрации на поверхности аморфных кремнеземов (аэросила, силикагеля). Кроме того, в отличие от чистых кремнеземов стекло содержит, как правило, значительные количества примесей в виде оксидов алюминия, бора, фосфора, натрия, калия, кальция, магния, свинца и т. п., которые оказывают существенное влияние на формирование и природу активных центров на его поверхности. [c.85]

Оксид алюминия. Оксид алюминия, чаше всего используемый в качестве дисперсного наполнителя эпоксидных и полиэфирных смол, получают синтетическим путем или из природного сырья (бокситов, корунда и т.п.) [55]. Химия поверхности оксида алюминия, в частности строение ее гидроксильного покрова, изучена достаточно хорошо [41, 58-62]. Если рассматривать гидроксильный покров AI2O3 как совокупность структурных ОН-групп и молекул прочно связанной воды (не удаляемой до 800-900 К), то концентрация ОН-групп на поверхности может составлять 12-13 групп/нм [58-62]. [c.75]

Н. А. Клименко, А. Е. БартницкиЙ (Институт коллоидной химии и химии воды им. А. В. Думанского АН УССР, Киев). Характер адсорбции и строение адсорбционного слоя ПАВ на поверхности оксида алюминия определяется в значительной мере свойствами данного сорбента. В водных растворах частицы А12О3 обладают зарядом, обусловленным гидратацией активных центров поверхности, а также диссоциацией гидроксильных ионов. Величина заряда существенно зависит от pH, так как Н - и ОН -ионы являются потенциалопределяющими ионами поверхности. [c.107]

Одним из наиболее важных оксидных катализаторов, используемых в процессах переработки угля, является кобальтмо-либдат, нанесенный на оксид алюминия. Большинство исследований на этом катализаторе с помощью газовой адсорбции связано с химией и кинетикой взаимодействия [31—34], имеется несколько попыток измерить удельную поверхность [35—37]. В одной из этих работ термическую десорбцию водорода с алю-мокобальтмолибденовых катализаторов сопоставляют с его активностью в процессе гидрогенолиза тиофена. Наблюдались различные состояния водородных связей, но указанное положение характерно только для слабо связанного водорода. Поэтому маловероятно, что адсорбция водорода станет стандартным методом определения характеристик данного катализатора. Необходимо изучить возможность применения других газов, включая сероводород и оксид азота. [c.46]

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]

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]

Одним из относительно недавно обнаруженных, но все более широко применяющихся типов модификаторов поверхности неорганических оксидов являются фосфорорганические соединения и, в первую очередь, фосфоновые кислоты. Первые работы, посвященные их использованию в качестве модификаторов, относятся к началу 1990-х гг. Они сразу же вызвали неподдельный интерес исследователей во всем мире, и сейчас модифицирование твердых поверхностей фосфорорганически-ми веществами как область химии поверхности интенсивно развивается. Следует отметить, что в основном такими соединениями модифицируют оксиды алюминия или переходных металлов. Рассмотрим подробнее методы синтеза фосфоновых кислот и их применение в качестве модификаторов. [c.78]

Приведенные методы, в принципе, могут также быть использованы и для активирования других минеральных носителей. В самом деле, кремнийорганические модификаторы (по крайней мере, полифункциональные) реагируют с поверхностью подавляющего числа минеральных носителей. Кроме того, поверхность соответствующего носителя всегда может быть покрыта тонким слоем оксида кремния (путем обработки носителя, например, тетраэтоксисиланом с последующим гидролизом этоксисилильных групп). Наконец, носитель может быть промодифицирован соединением, содержащим некремниевую якорную группировку. Среди последних можно отметить фосфорорганические соединения, такие как фосфоновые и фос-финовые кислоты и их производные, например, эфиры. Подобные модификаторы хорошо взаимодействуют с оксидами алюминия, титана, циркония, тантала и др. Химия этих соединений хорошо изучена, и синтез соответствующих функциональных производных обычно сложностей не вызывает. [c.118]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология