Каталитические свойства ортофосфатов циркония

В последние годы ортофосфаты семейства NASICON привлекают внимание исследователей, занимающихся проблемами катализа. Спирты являются благодатным объектом для изучения каталитических свойств указанных материалов. Так, на медных фосфатах с туннельной структурой типа NASICON CuZr2(P04)3, полученных твердофазным методом, изучалось разложение изопропанола. В продуктах реакции были обнаружены ацетон и пропилен. В присутствии кислорода воздуха выход продуктов реакции дегидрогенизации увеличивался, достигая максимального значения (38 %) после десяти часов работы. Селективность по ацетилену в присутствии кислорода воздуха остается постоянной и равной 80 %, тогда как при взаимодействии изопропанола с ортофосфатом меди в атмосфере азота селективность по ацетону медленно растет от 50 до 96 %, а селективность по пропилену соответственно падает.
Образцы ортофосфатов после воздействия изопропанола, были проанализированы методом рентгеновской дифракции, и результаты этого анализа сопоставлены с аналогичными данными, полученными на таких же образцах в отсутствие этого воздействия. Спектры исходных образцов с течением времени не меняются, в то время как после катализа на поверхности ортофосфата меди была обнаружена металлическая медь. После обработки кислородом образца, который контактировал с изопропанолом, металлическая медь с поверхности исчезала. Вполне возможно, что металлическая медь окислялась и реверсивным способом занимала свое положение в кристаллической решетке фосфата. По мнению авторов, металлическая медь является активным центром реакции дегидрогенизации. Однако, следует отметить, что с течением времени атомы меди могут мигрировать по поверхности и агломерировать в большие кристаллы, что приводит к дезактивации катализатора. Это предположение было доказано опытами, в которых поверхность фосфата обрабатывали водородом, после чего достигалось стационарное состояние без периода активации. При проведении реакции в присутствии воздуха на поверхности фосфата образуется активный Cu-Cu20 комплекс, который и отвечает за постоянство селективности.

Источник. Автор Сейд Йенеалем Нуру(кандидат химических наук)

Отзывы и комментарии