Ионообменные применение в катализе

Катализ на ионообменных смолах. Ионообменные смолы (иониты), которые катализируют разнообразные химические превращения, протекающие но механизму кислотно-основного катализа, начинают применять в промышленности. Применение ионитов в качестве катализаторов освещено в [61, 621. Ниже кратко излагаются основные сведения об этой несколько специфической области гетерогенного катализа. [c.38]

Механизм действия этих катализаторов, видимо, аналогичен механизму неорганических катализаторов окислительновосстановительной активности и некоторых других соединений. Однако пока технического значения эти катализаторы не приобрели только ионообменные смолы (иониты), которые катализируют широкий круг химических превращений, протекающих по механизму кислотно-основного катализа, начинают применяться в промышленности. Применение ионитов в качестве катализаторов подробно освещено в литературе [79, 80]. Ниже кратко излагаются основные сведения об этой несколько специфической области гетерогенного катализа. [c.57]

Цеолиты выпускаются промышленностью. Основная область их применения — катализ, хроматография и адсорбция газообразных веществ [6, с. 124 190, 191]. Ионный обмен на цеолитах используется главным образом для модифицирования их как сорбентов и катализаторов. Однако широко известны применения цеолитов и других алюмосиликатов для сорбции из растворов [148,149, 191]. Можно отметить возрастающее внимание исследователей разных стран к природным глинистым минералам, цеолитам и полевым шпатам, как дешевым ионообменным материалам для дезактивации радиоактивных отходов (см. гл. XII). [c.175]

Описываемые изменения имеют большое значение для ионообменного катализа. С одной стороны, уплотнение пространственной сетки катионита при нагревании может вызвать понижение проницаемости зерен катализатора по отношению к органическим молекулам и в этом смысле имеет отрицательное значение. С другой же стороны, уместно поставить вопрос о возможности полезного применения структурных изменений, вызванных нагреванием смолы КУ-1, для получения селективных катализаторов, сохраняющих активность только по отношению к органическим молекулам небольших размеров. [c.246]

В обзоре [513] обсуждается применение термодинамики и кинетики обменных процессов к некоторым конкретным системам, включающим наиболее важные в области катализа и адсорбции цеолит-ные образцы. Приведены результаты изучения емкости, сродства, селективности, констант равновесия ионного обмена на различных структурных типах пористых кристаллов. При сравнении ионообменных свойств синтетических цеолитов и смол представляется возможность выбора оптимального ионообменника для конкретного случая обмена [48Ы. [c.49]

Разнообразно применение ионообменных смол хроматографическое разделение (в том числе групповое разделение веществ заряженных и незаряженных ц разделение по знаку заряда), удаление ионов из растворов, концентрирование ионов, изменение солевого состава жидкостей, введение нужных ионов в реакционную смесь прц проведении реакции посредством фильтрования через колонку, катализ. [c.83]

Реакции поликонденсации в растворе могут катализироваться ионами, поэтому для катализа таких процессов целесообразно применять ионообменные смолы, в частности катиониты. Хотя данные по этому вопросу практически отсутствуют, опыт по применению ионообменных смол для катализа реакций монофункциональных соединений позволяет надеяться на эффективность этого способа и при проведении поликонденсационных процессов. Вероятно, возможно осуществление ионообменного катализа таких процессов, как полиэтерификация, поликонденсация с участием альдегидов и др. [c.129]

Большое применение находит блокированный ионный обмен, т. е. молекулярная сорбция на К. с. в недиссоциированной форме. Применяют ионообменный синтез различных реагентов, заключающийся в замене одного катиона соли на другой. К. с. используют как кислотные катализаторы при гетерогенном катализе в жидких и газообразных средах, напр, при этерификации к-г, гидролизе эфиров, конденсации, восстановлении, дегидратации спиртов, инверсии сахаров, окислении, алкилировании ароматич. углеводородов винильными соединениями. Основные преимущества таких катализаторов — отсутствие побочных реакций, легкость регенерации и отделения катализатора, возможность многократного его использования, а также выделения промежуточных продуктов см. Катализаторы полимерные). [c.497]

Отмеченные недостатки стимулировали поиски других катализаторов для синтеза дифенилолпропана. В частности, более перспективной оказалась соляная кислота, а еще лучше — хлористый водород, барботируемый в реакционную смесь. Однако в этом случае тоже получаются загрязненные отходы кислоты. Наиболее радикальное решение состоит в применении ионообменных смол — сульфированных сополимеров ароматических соединений. При ионообменном катализе снижается количество отходов и сточных вод, повышается выход продукта и можно организовать производство по непрерывной схеме. [c.771]

Ионообменный катализ — одна из важнейших и весьма быстро развивающихся областей применения ионитовых смол [1—3]. Однако наряду с несомненными и большими достоинствами синтетических ионитов как катализаторов процессов кислотно-основного типа в растворах (легкость отделения их от реакционной массы, простота регенерации, высокая избирательность, хороший выход, чистота получаемых продуктов и т. д.) они обладают и рядом существенных недостатков, прежде всего явно неудовлетворительной для многих целей химической и термической устойчивостью [4]. Это предопределяет необходимость поисков ионообменных катализаторов, свободных от указанных недостатков. Большого внимания заслуживают в этом отношении активированные угли, которые в зависимости от химической природы их поверхности, иначе говоря, от условий взаимодействия угля с кислородом, могут проявлять как анионообменные так и катионообменны е свойства [5—7]. Имелись, в частности, веские основания предполагать [8], что так называемый окисленный уголь Дубинина — Кройта, являющийся полифункциональным катионитом [9] , будет служить эффективным катализатором химических процессов, ускоряемых в растворах водородными ионами. Исходя из этого, в настоящей работе каталитическое действие активных углей исследовалось преимущественно на примерах протолитических реакций кислотного типа. Наиболее детально были изучены реакции инверсии сахарозы, гидролиза уксусноэтилового эфира и пинаколиновой перегруппировки, из которых первая и третья ускоряются только ионами водорода [10, 11], а вторая — как водородными, так и, особенно сильно, гидроксильными ионами [10]. [c.32]

Новая область науки на границе между физической и органической химией, которую можно назвать катализом ионитами, еще переживает период становления — накопления и теоретического обобщения экспериментального материала. Однако результаты лабораторного изучения и промышленного применения каталитического синтеза в присутствии ионообменных материалов вызывают заслуженный-интерес и дают основания для самой оптимистической оценки перспектив катализа ионитами. [c.5]

Одним из главных преимуществ применения ионообменных смол как катализаторов является легкость их отделения от реакционной массы. Благодаря этому отпадает или значительно облегчается отмывка катализата от катализатора, приводящая в гомогенном кислотно-основном катализе к образованию стойких эмульсий и больших объемов сточных вод. Отсутствие сточных вод значительно упрощает технологические схемы производственных процессов и облегчает решение санитарно-гигиенических вопросов. [c.13]

Для характеристики тенденций в развитии катализа ионитами можно указать на более широкое их применение для осуществления реакций конденсации на пилотных и промышленных установках 387,38в Основные типы реакций конденсации, выполнявшиеся в присутствии ионообменных смол как катализаторов, приведены в табл. 22. [c.167]

Для дальнейшего развития и совершенствования ионообменных процессов химической технологии необходимы систематизация и обобщение имеющегося фактического материала с единых теоретических позиций. Такая цель и была поставлена при написании данной работы. В ней сделана попытка широко и всесторонне проанализировать и обобщить результаты исследований, прежде всего, по термодинамике и кинетике ионного обмена по разработке инженерных методов расчета и моделирования с применением электронно-вычислительной техники по аппаратурному оформлению процессов ионного обмена. В книге отражены достигнутые успехи и показаны перспективы практического применения ионитов в отдельных производствах неорганических и органических веществ, в катализе, при получении лекарственных препаратов, в медицине, радиохимии и т. д. [c.3]

Хорошо известна каталитическая активность цеолитов и различных алюмосиликатов [190, 191, 280], а также таких типичных неорганических ионитов, как окись алюминия, гидратированная двуокись циркония, кремнезема, окись магния [281]. Связь между каталитическими и ионообменными свойствами у рассматриваемых соединений несомненно существует, хотя однозначных представлений об этой связи в настоящее время нет. Есть данные об успешном применении в катализе а-фосфата циркония [282], катализаторов на основе сложных систем окислов [283]. [c.202]

Хотя производство обменных смол узко специализированного назначения еще не вышло в большинстве случаев из экспериментальной фазы, есть все основания полагать, что в недалеком будущем такие смолы найдут промышленное применение. Значение этих смол иллюстрируется успехами, достигнутыми за короткий период, прошедший после открытия ионообменной способности смол в использовании их в процессах разделения и выделения различных веществ, деионизации, катализа, а также умягчения воды. [c.7]

Имеется много указаний о применении ионообменных смол в катализе. Катиониты оказались пригодными для реакции этерификации, гидратации, гидролиза, дегидратации спир-Т01, алкилирования и других [59—61], аниониты — для реакций, катализируемых щелочами [62, 63]. [c.16]

Ионообмен как частный случай массообмена за последние годы получил широкое распространение в самых различных областях химической технологии [ ]. Взаимопревращение карбонатов и хлоридов на анионитах, получение соляной, молибденовой, вольфрамовой и др. кислот, разделение азотных и кислородных соединений в нефти, выделение цепных компонентов (например, иода) из сточных вод и другие ионообменные процессы совсем недавно получили промышленное значение. Кроме того, иониты нашли очень важное применение в катализе для избирательного гидрирования олефинов, этерификации, гидролиза и т. д. [c.5]

Этерификация заслуженно считается одной из главнейших областей применения ионообменного катализа [Ч. [c.326]

Направление научных исследований синтез органических соединений серы, фосфора, фтора, производных ацетилена, разных специальных продуктов, биологически активных веществ, биологически разлагаемых детергентов полимеризация и изучение свойств высокомолекулярных соединений (привитые сополимеры, термостойкие полимеры, ионообменные мембраны, адгезивы) разработка и внедрение новых методов синтеза на пилотных установках, методов анализа в области применения ядохимикатов улучшение техники контроля и техники безопасности исследования в области ферментов и ферментационных процессов изучение микроструктуры соединений с помощью рентгеновских лучей, электронной микроскопии, ядерного магнитного резонанса, УФ-, ИК-спектроскопии и спектров комбинационного рассеяния микроанализ физико-химические исследования полимеров (хроматография, техника адсорбции, кинетика реакций, катализ) изучение свойств твердых тел (например, углей, графитов), аэрозолей очистка воды и воздуха от промышленных загрязнений. [c.341]

Физико-химические способы. Сточные воды очищают от растворенных веществ минерального характера методом ионообмена с ионообменными материалами универсального или селективного назначения. Для этого используют методы, основанные на образовании и удалении труднорастворимых примесей (нейтрализацию, кристаллизацию, осаждение), а также применяют электродиализ, гипер-фильтрацию. Эффективность использования для очистки сточных вод окислительно-восстановительных реакций достигается применением катализа, сильных окислителей. Для обессоливания воды находят применение дистилляция, гиперфильтрация, вымораживание и т.д. [c.57]

Направление научных исследований синтез неорганических ионообменных материалов и их применение исследование кристаллизации солей щелочных металлов фундаментальные исследования катализа синтез винилхлорида из этилена очистка и использование сточных вод получение и применение аминокислот энзимы биокатализаторы новые синтетические каучуки электрохимический синтез органических полупроводников разработка Pd/ катализатора кинетика гидрирования малеиновой кислоты получение циклогексанона из фенола окисление пропилена в газовой фазе под давлением и в псевдоожиженном слое. [c.384]

За последнее время теория и практика ионного обмена получили новое развитие, как в отнощении получения новых синтетических ионитов, катионитов, анионитов и специальных смол, так и в теории ионного обмена, статики, кинетики и динамики. Получили широкое развитие ионообменные мембраны. Выяснены отдельные факторы, влияющие на ионный обмен и различные аномалии при ионном обмене, влияние индивидуальных особенностей ионитов, индивидуальных особенностей сорбируемых веществ, влияние неводных растворителей. Иониты получили применение в качестве молекулярных сит . Выяснено значение ионитов в процессах катализа (И. П. Лосев, Е. Б. Тростянская), микропористость и макропористость ионитов (Е. Б. Тростянская), синтезированы амфотерные полиэлектролиты (А. Б. Даванков). [c.277]

Лигандный подход к хемосорбции и катализу оправдывается возможностью осуществления широкого круга процессов гидрирования, окисления, полимеризации и т. д. гомогенно в растворах с помощью растворимых комплексных ионов переходных металлов и их хелатных соединений [36]. Еще раньше подобная аналогия была установлена между каталитическим действием таких типичных неорганических кислотноосновных катализаторов, как индивидуальные кристаллические окислы кремния, алюминия, окислы и гидроокиси щелочных и щелочноземельных металлов, с одной стороны, и действием различных растворимых кислотных или соответственно основных ионов НзО" ОН", ионов ИТ. д., с другой стороны. Эта же аналогия распространяется на более сложные твердые соединения, например алюмосиликаты, сульфиты, фосфаты и на галогениды металлов и растворимые апротонные кислотные соединения [37]. Такие сопоставления приводят к выводу о необязательности присутствия твердой фазы для многих каталитических процессов, считавшихся неосуществимыми без твердых катализаторов, и о возможности осуществления этих процессов с помощью структур величин атомного порядка. В то же время естественно сделать вывод о возможности гетерогенного катализа для реакций, проводившихся до сих пор только гомогенно-каталитически. К аналогичному выводу приводит также открытие широкой области кислотно-основного катализа на анионных и катионных ионообменных смолах Это оправдывает применение пред- [c.56]

Изомеризацию можно осуществить с применением катализа торов кислого характера—фосфорная кислота, толуол, сульфо кислота, хлористыи алюминий, алюмосиликаты, ионообменные смолы и т д [440,441] В этой реакции важную роль играет не стадия изомеризации, а сам синтез 5 этилиденбицикло (2,2,1) гептадиена 2 5 [c.144]

Однако, несмотря на указанные достоинства, иониты в основном используются в лабораторных условиях > (реакции этерификации, гидролиза, гидратации, дегидратации, алкилирования, полимеризации, конденсации и др.). В промышленности же широкие возможности методов ионообменного катализа не нашли пока достаточного применения. Из промышленных процессов с ионитами, осуществленных или внедряемых в СССР, отметим алкилирование фе-нoлoв " , гидратацию изобутилена и дегидратацию триметилкарби-нола П -1 , синтез дифенилолпропана очистку фенолов . [c.146]

Однако Симхен и Коблер [67] считают, что при синтезе чувствительных к гидролизу соединений лучше использовать предварительно полученный и выделенный цианид четвертичного аммония в апротонных растворителях, таких, как ДМСО, ацетонитрил или метиленхлорид [67]. Описано также применение анионообменных смол в N-форме [1507]. В обычном МФК-процессе вместо краун-эфира можно использовать более дешевый катализатор — эфир полиэтиленгликоля 8, хотя он и несколько менее активен [47, 61]. В более поздних работах рекомендуют применять трехфазный катализ [62, 64, 68, 775, 860]. Как уже указывалось в разд. 3.1.4, эта техника в принципе очень привлекательна. Так, выдан патент на получение адипопитрила из 1,4-дихлорбутана с использованием в качестве катализатора ионообменной смолы амберлит IRA-400 [69]. Однако недавно было показано, что каталитическая активность трехфазного катализатора на основе полистирола с поперечными связями зависит от числа имеющихся групп R4N+. Высокая степень замещения в кольцах, как это характерно для продажных ионообменных смол, снижает возможность их использования в МФК-реакциях [64]. [c.120]

В настоящее время цеолиты используются не только в адсорбции, но и в других самых различных областях химии, например в катализе и ионном обмене, между тем их по-црежнему называют молекулярные сита , хотя этот термин не дает представления о многих других сферах применения цеолитов и не отражает, в частности, хорошо известную способность цеолитов проявлять ситовые эффекты в каталитических и ионообменных реакциях. [c.12]

X. открыл М. С. Цвет в 1903. вРогинский С. 3., Яновский М. И.. Берман А. Д., Основы применения хроматографии в катализе, М., 1972 Гольберт К. А., Вигдергауз М. С., Курс газовой хроматографии, 2 изд.. М., 1974. В. Г. Березкин. ХРОМАТОГРАФИЯ НА БУМАГЕ (бумажная хроматография, БХ), основана на различии в скорости перемещения компонентов анализируемой смеси по бумаге в потоке р-рителя соответств. состава. Хроматограммой в этом случае наз. картину расположения хроматографич. зон на бумаге после завершения разделения. Каплю анализируемого р-ра (1—10 мкл) наносят на спец. бумагу, по к-рой под действием капиллярных и гравитац. сил перемещается р-ритель. Эксперимент проводят обычно в герметичных сосудах, как правило стеклянных. Бумага м. о. инертным носителем неподвижной фазы (напр., в распределит, и осадочной БХ) либо активной неподвижной фазой (в адсорбц. и ионообменной БХ). [c.668]

Ионообменный катализ представляет собой частный случай гетерогенного катализа, в котором реакция ускоряется противоионами активных групп ионообменивающих смол. Принципиально с помощью ионообменивающих смол в соответствующих ионных формах можно ускорить любые реакции, в гомогенных средах катализируемые тем или другим ионом. Однако наиболее широкое применение получил ионообменный катализ сильнокислыми сульфокатионитами или сильноосновными анионитами, который по природе катализирующих ионов можно считать разновидностью кислотно-основного катализа. Иоиообменивающие смолы широко применяются в качестве катализаторов реакций этерификации, пидролиза, омыления, конденсации, алкоголиза, присоединения и отщепления воды, перевода амидов в амины. Поскольку многие из этих реакций выполняются при повышенной температуре [4, 5], важно углубить Наши, пока еще весьма ограниченные познания о термической устойчивости ионитов, используемых в качестве катализаторов. [c.242]

Ионообменные смолы за последнее десятилетие находят все большее применение в катализе. После обзорной статьи Находа [36] в 1952 г. по применению ионитов в качестве катализаторов было выполнено большое количество работ в этой области. Сюда относятся исследования следующих реакций гидролиз сложных эфиров, где было показано, что ионнообменная смола более эффективна, чем свободная кислота [36] этерефикация кислот спиртами, где весьма эффективны сульфатные и фосфатные смолы [37] образование ацеталей [37 конденсация альдегидов [38] гидратация олефинов изостроения, например изобутилена в спирт [39] полимеризация и деполимеризация [40] эпоксидирования. [c.286]

Применение. А. и. с. успешно используют для разделения смесей сильных и слабых электролитов с последующей регенерацией А. и. с. водой. Благодаря сильному буферному действию А. и. с. находят широкое применение для выделения неорганич. примесей из р-ров метастабильных биологич. препаратов, неустойчивых в кислотных и щелочных средах, и для разделения веществ с различными изоэлектрич. точками. Весь ма перспективен катализ с использованием А. и. с., моделирующих ферменты. На диссимметрич. А. и. с. (см. Дис-симметрические ионообменные смолы) возможно разделение рацематов. Хорошее набухание А. и. с. в р-рах [c.66]

История развития области полимераналогичных реакций включает несколько этапов. Модификация целлюлозы, введение достаточно простых функциональных групп путем реакций замещения в полимерной цепи и полимераналогичных реакций по группам, сохранившимся после полимеризации, обусловили успехи в синтезе ионообменных полимеров и их практическом использовании (катализ путем ионного обмена). Большие успехи достигнуты и при иммобилизации энзимов, применении в качестве носителей гомогенных катализаторов, разработке специальных вариантов синтеза полимеров (например, синтез Мерифилда) и использовании функциональных полимеров для афинной хроматографии. Эти достижения привели к тому, что специфические полимераналогичные превращения на подходящих полимерных матрицах позволили вводить фиксированные на носителе определенные реакционноспособные группы. Полимеры, содержащие связанные с ними функциональные системы, часто называют полимерными реагентами. Необходимость направленного синтеза таких реагентов обусловлена специфическими областями их применения (например, полимерные катализаторы или полимерная фармакология). [c.78]

Ионообменные полимеры, фиксированные полимерами энзимы и катализаторы имеют большое практическое значение. К их основным преимуществам наряду с технологическими относятся оптимальная эффективность действия и селективность, которые недостижимы в случае использования обычных низкомолекулярных катализаторов. Так, с помощью фиксированного на полистироле А1С1з [17] или других кислот Льюиса можно легко проводить эте-рификацию, переэтерификацию и ацеталирование. Практическое использование ионообменных материалов хорошо известно (см. например [18]), поэтому в настоящей монографии этот вопрос специально не рассматривается. Об их применении в случае так называемого трехфазного катализа говорится в [19], при иммобилизации мицелл —в [20], при катализе с обменом фаз — в [21], а также в [22, 23] [c.80]

Эта реакция идет легче при применении 18-крау1 1-6 [J.A. С. S., 96, 2250 (1974)], при межфазном катализе в присутствии фосфониевых солей [Synth., 1974, 428] или под действием ионообменных смол. [c.20]

Дальнейшее развитие перспективной области гетерогенного асимметрического катализа может пойти, например, по линии применения в качестве носителей искусственных диссимметрических адсорбентов, получаемых обработкой оптически-активными веществами инертных адсорбентов угля, силикагеля, ионообменных смол. Высокая избирательность последних в разделении рацематов показана в недавней работе Грубхофера . [c.209]

Синтетические ионообменные материалы находят все большее применение в различных областях науки и техники. Они используются в процессах извлечения цветных металлов, редких и радиоактивных элементов, при получении элементов высокой степени чистоты, для поддержания водного режима тепловых и атомных электростанций, в тонкой химической технологии и катализе. Разнообразны задачи, решаемые с помощью ионитов очистка громадных объемов воды от примесей, выделение следов короткоживущих радиоизотопов, осуществление сложных органических синтезов, поглощение токсичных газов, аналитические разделения элементов, извлечение минеральных веществ из органических растворителей. Развитие химии полимеров способствует синтезу новых ионитов с разнообразными свойствами, таких как изо- и макропористые сорбенты, электро-ноионообменники, амфотерные и комплексообразующие смолы, волокнистые иониты. [c.3]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология