Германий и его соединения катализ разложения

Из стабилизаторов, которые изучены (особенно в отношении высококонцентрированной перекнси водорода), чаще всего упоминаются такие органические вещества, как 8-оксихинолин (оксин), нередко находящий применение в виде пирофосфатного производного или в сочетании с растворимым фосфатом или нирофосфатом. Механизм процесса стабилизации с участием оксина еще подробно не изучен. В присутствии железа один оксин не оказывает или почти пе оказывает защитного действия, но вместе с фосфатом или, что еще лучше, с пирофосфатом он оказывается активным стабилизатором против действия небольших концентраций некоторых каталитических примесей, в том числе соединений железа. Оксин широко применялся в Германии в качестве стабилизатора 85%-ной перекиси водорода, которой пользовались для различных военных целей во время второй мировой войны однако, как и другие органические добавки, прн длительном хранении оксин должен постепенно окисляться перекисью водорода. Такое окисление особенно вероятно при загрязнении раствора перекиси водорода окисным железом, так как окисление оксина перекисью водорода заметно катализуется производными трехвалентного железа. Однако, если стабилизатор содержит (как в вышеописанном примере) также и ион пирофосфата, то ион трехвалентного железа инактивируется за счет реакции с ионом пирофосфата в результате окисление оксниа сильно замедляется и стабилизирующее действие смеси может сохраняться в течение многих месяцев (даже при небольшом загрязнении ионом окисного железа). Сам оксинат трехвалентного железа [371 вызывает бурное разложение 90%-ной перекиси водорода [6]. [c.448]

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]