Алюмосиликаты как катализаторы химическое строение

Следует подчеркнуть, что наряду с далеко идущей аналогией гомогенных и гетерогенных кислотно-основных катализаторов последние, в общем случае, вследствие отсутствия растворителя и объемной жидкой фазы имеют ряд особенностей. Каждая из названных групп кислотных катализаторов (стр. 53) имеет свою каталитическую специфику, обусловленную различиями в физико-химических свойствах и строении. В частности, для твердых оксидных систем характерна возможность одновременного присутствия центров разной кислотной силы и определенного геометрического расположения этих центров. Для галогенидов металлов, в особенности переходных, типично комплексообразование с вытекающей отсюда способностью действовать на реакции, вовсе не ускоряемые обычными минеральными кислотами. Особыми чертами обладают апротонные твердые кислоты. Скорость ряда реакций, катализируемых алюмосиликатами, определяется не общей кислотностью катализатора, а только концентрацией обмениваемого водорода [61]. Реакция же дегидратации спиртов идет, видимо, только за счет апротонной кислотной составляющей — окиси алюминия [74]. [c.56]

Многие исследователи пытались объяснить кислотность катализаторов крекинга, исходя из их химического строения и кристаллической структуры. Особого внимания заслуживают работы Томаса [148, 153], а также работы Облада, Милликена и Миллса [151, 154]. В состав катализаторов крекинга входят кремний, алюминий, кислород и небольшие количества атомов водорода. Полинг [155] первоначально предположил, что в любой кристаллической решетке, содержаш ей как отрицательные, так и положительные ионы, суммарный отрицательный заряд может создаваться путем изоморфного замещения положительного иона, валентность которого меньше валентности замещаемого положительного иона. Во многих природных алюмосиликатах ион кремния в решетке двуокиси кремния, состоящей из кремнийкислород-ных тетраэдров, замещен на ион алюминия, и поэтому такая структура характеризуется недостатком положительной валентности. Этот недостаток валентности компенсируется наличием вблизи от того места, где происходит замещение иона, положительного иона, который, следовательно, проявляет тенденцию стабилизировать данную структуру. [c.369]

В соответствии с изложенным, мы проводили исследования в двух направлениях. Первое заключалось в систематическом изучении процессов разделения нефтяных фракций я искусственных смесей углеводородов с применением высокоэффективных адсорбентов молекулярных сит и реакции комнлексообразования с тиомочевиной в сочетании с другими методами разделения. В нашу задачу входило, с одной стороны, разработка методов и условий выделения из фракций нефти некоторых индивидуаль-цых нафтеновых углеводародов, их смесей, аяканов нормальио-го строения и ароматических углеводородов, являющихся ценным химическим сырьем, а с другой — получение углеводородных смесей, представляющих собой высококачественные компоненты топлив для моторных и реактивных двигателей. Второе направление заключалось в изучении термокаталитических превращений индивидуальных углеводородов и, их смесей, выделенных из нефти на синтетических цеолитах различных форм и структуры, природных и активированных алюмосиликатах, а также на промышленном алюмосиликатном катализаторе. [c.6]

Методы синтеза цеолитных катализаторов гидрокрекинга аналогичны методам получения аморфных катализаторов. Разница лишь в том, что при синтезе цеолитных катализаторов используется алюмосиликатная основа кристаллического строения, позволяющая применять разнообразные катионные формы (см. гл. И, стр. 32). Катализаторы гидрокрекинга по химическому составу относятся к многокомпонентным системам. В зависимости от выполняемых ими функций — расщепления, изомеризации и гидрирования — в состав катализотора входят цеолиты, аморфные алюмосиликаты (и те, и другие в основном с кислотным характером), а также гидрирующие металлы 6 и 8 групп периодической системы элементов. В качестве связующего кристаллической основы чаще всего применяют окись алюминия. В зависимости от фракционного состава перерабатываемого сырья и назначения процесса используют катализаторы в окисной и сульфидной формах с цеолитами различных ионных форм Mg-, (РЗЭ)- и др., а также в декатиониро-ванной форме. Ниже описано получение наиболее распространенных форм катализаторов гидрокрекинга. [c.91]

Одной из причин, объясняющих, почему при научной разработке рабочего механизма и вскрытии основной природы каталитического действия был достигнут лишь скромный прогресс (предисловие к I тому американского издания книги), может быть именно то обстоятельство, что при попытках понять катализ было обращено слишком мало внимания на получение широких сведений о химии изучавшихся каталитических систем. Для того чтобы понять природу рассматриваемых алюмосиликатных катализаторов, необходимо было изучить многие области химии. Важные сведения получены из химии кремнезема и окиси алюминия. Много нужных данных по алюмокремнеземным составам собрано при рассмотрении 1) химии стекла, керамики, минералогии, обмена основаниями, 2) каталитических систем, отличных от алюмосиликатов, 3) координационной химии, 4) явлений кристаллизации, 5) строения кристаллов, 6) квантовой механики, 7) теории химической связи и др. Из этих и многих других областей получен большой вклад в представление об алюмосиликатах как катализаторах. [c.186]

Сначала при изучении адсорбционных и каталитических свойств цеолитов основное внимание обращалось на геометрическую сторону. В частности, довольно подробно исследовалось значение соотношения диаметра пор к размерам и форме молекул. Эти соотношения имеют большое значение для адсорбции и могут играть определенную роль и в катализе. Однако каталитические особенности цеолитов, в первую очередь, определяются не этим, а особенностями их химического и электронного строения. Именно это, а не микропористость, как таковая, делает цеолиты отличными катализаторами для реакций кислотно-основного типа. Катализ вызывается кислотными центрами поверхности цеолитов, среди которых имеются как протонные бренсте-довские, так и апротонные — льюисовские структуры. Хемосорбируясь на этих центрах, органические молекулы образуют различные органические ионы и радикалы. Их образование на окиси алюминия и алюмосиликатах для молекул, окрашенных в видимой и в близкой ультрафиолетовой части спектра, наблюдал Теренин [81. Такие спектры дают некоторое представление о типе активных промежуточных форм, образующихся при катализе, особенно если параллельно с оптическими спектрами исследуются спектры ЭПР и изотопный обмен. Аналогичные исследования хемосорбции и катализа на цеолитах применительно к различным соединениям алифатического ряда и к предельным и непредельным цикланам получили широкое развитие в работах ученых различных стран [9, 10]. Эти работы привели к установлению нескольких общих закономерностей, из которых отметим следующие. [c.15]

Изучение этих специфических форм и корреляций между их химическим и электронным строением, с одной стороны, и их реакционной способностью, с другой — одна из центральных задач теории катализа. В сколько-нибудь общем виде она пока далека от разрешения, хотя можно считать установленной роль определенных форм в отдельных группах реакций. Так, например, при изучении различных органических реакций на алюмосиликатных катализаторах на основании химических данных довольно давно пришли к выводу о существовании на их поверхности бренстедтовских протонных и люисовских апротонных кислотных центров. При катализе промежуточно образуются хемосорбированные карбониевые ионы и комплексы, связанные с поверхностью водородными и акцепторно-донорными связями. Колебательные, электронные и ЭПР- овские спектры хемосорбированных молекул на алюмосиликатах, особенно обстоятельно изученные в Советском Союзе Терениным и его сотрудниками [191 и за рубежом Лефтиным с сотрудниками [201, подтвер- дили эти выводы. Они показали, что при хемосорбции на этих катализаторах в зависимости от характера акцепторно-допорных свойств молекул (и от наличия протонных центров или их замещения ионами щелочных металлов) образуются типы поверхностных соединений, указанные на следующей схеме [c.52]