Синтез та вивчення нового суперкислотного ZrO₂—SiO₂—SnO₂ оксиду
Золь-гель методом синтезовано суперкислотний потрійний ZrO₂—SiO₂—SnO₂ оксид з різним атомним спiввiдношенням Zr : Si : Sn. Визначено концентраційне поле утворення суперкислотного ZrO₂—SiO₂—SnO₂, що обмежується граничним вмістом катіонів 10 ≤ Zr⁴⁺≤ 35,50 ≤ Si⁴⁺≤ 53,5 ≤ Sn⁴⁺≤ 40 % (ат.). Найвища сил...
Збережено в:
| Дата: | 2019 |
|---|---|
| Автори: | , , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Ukrainian |
| Опубліковано: |
Видавничий дім "Академперіодика" НАН України
2019
|
| Назва видання: | Доповіді НАН України |
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/162654 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Синтез та вивчення нового суперкислотного ZrO₂—SiO₂—SnO₂ оксиду / С.В. Прудіус, Н.Л. Гес, В.В. Трачевський, В.В. Брей // Доповіді Національної академії наук України. — 2019. — № 11. — С. 73-80. — Бібліогр.: 11 назв. — укр. |
Репозиторії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
irk-123456789-162654 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Ukrainian |
| topic |
Хімія Хімія |
| spellingShingle |
Хімія Хімія Прудіус, С.В. Гес, Н.Л. Трачевський, В.В. Брей, В.В. Синтез та вивчення нового суперкислотного ZrO₂—SiO₂—SnO₂ оксиду Доповіді НАН України |
| description |
Золь-гель методом синтезовано суперкислотний потрійний ZrO₂—SiO₂—SnO₂ оксид з різним атомним спiввiдношенням Zr : Si : Sn. Визначено концентраційне поле утворення суперкислотного ZrO₂—SiO₂—SnO₂, що
обмежується граничним вмістом катіонів 10 ≤ Zr⁴⁺≤ 35,50 ≤ Si⁴⁺≤ 53,5 ≤ Sn⁴⁺≤ 40 % (ат.). Найвища
сила кислотних центрів (H₀ = –14,52) спостерігається в області 21 ≤ Zr⁴⁺ ≤ 29, 60 ≤ Si⁴⁺ ≤ 67, 11 ≤ Sn⁴⁺ ≤ 20 %
(ат.). Відповідно до визначеного розподілу кислотних центрів за їх силою, на поверхні Zr₂₉Si₆₀Sn₁₁ знаходиться 10 % суперкислотних центрів (–14,52 ≤ H₀ ≤ –12,14) та 40 % сильнокислотних центрів в інтервалі –12,14 ≤ H₀ ≤ –8,2 при загальній кислотності 1,5 ммоль/г. Зразки з вмістом Sn ≤ 25 та Zr ≤ 45 % (ат.)
є рентгеноаморфними. Показано, що при вмісті олова до 25 % (ат.) в структурі змішаного ZZrO₂—SiO₂—SnO₂ оксиду фіксуються тетраедрично та октаедрично координовані по кисню іони Sn⁴⁺. Збільшення вмісту олова спричиняє утворення фази SnO2. З електронних спектрів дифузного відбиття зразків ZrO₂—SiO₂—SnO₂ розраховано граничну ширину забороненої зони у 3,8÷4,3 еВ, що є критерієм для синтезу супер кислотного
ZrO₂—SiO₂—SnO оксиду. Згідно з даними аналізу ¹¹⁹Sn та ²⁹Si MAS ЯМР спектрів ZrO₂—SiO₂—SnO₂, має
місце частковий зсув електронної густини з атомів цирконію на атоми кремнію та олова, що обумовлює
утворення суперкислотних L-центрів (H₀ = –14,52). Показано, що суперкислотний Zr₂₉Si₆₀Sn₁₁ каталізатор
ефективно каталiзує ацилювання толуолу оцтовим ангідридом при 150 °С у проточному реакторі з 45 %-ю
конверсією ангідриду з практично 100 %-ю селективністю щодо n-метил ацетофенону. |
| format |
Article |
| author |
Прудіус, С.В. Гес, Н.Л. Трачевський, В.В. Брей, В.В. |
| author_facet |
Прудіус, С.В. Гес, Н.Л. Трачевський, В.В. Брей, В.В. |
| author_sort |
Прудіус, С.В. |
| title |
Синтез та вивчення нового суперкислотного ZrO₂—SiO₂—SnO₂ оксиду |
| title_short |
Синтез та вивчення нового суперкислотного ZrO₂—SiO₂—SnO₂ оксиду |
| title_full |
Синтез та вивчення нового суперкислотного ZrO₂—SiO₂—SnO₂ оксиду |
| title_fullStr |
Синтез та вивчення нового суперкислотного ZrO₂—SiO₂—SnO₂ оксиду |
| title_full_unstemmed |
Синтез та вивчення нового суперкислотного ZrO₂—SiO₂—SnO₂ оксиду |
| title_sort |
синтез та вивчення нового суперкислотного zro₂—sio₂—sno₂ оксиду |
| publisher |
Видавничий дім "Академперіодика" НАН України |
| publishDate |
2019 |
| topic_facet |
Хімія |
| url |
http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/162654 |
| citation_txt |
Синтез та вивчення нового суперкислотного ZrO₂—SiO₂—SnO₂ оксиду / С.В. Прудіус, Н.Л. Гес, В.В. Трачевський, В.В. Брей // Доповіді Національної академії наук України. — 2019. — № 11. — С. 73-80. — Бібліогр.: 11 назв. — укр. |
| series |
Доповіді НАН України |
| work_keys_str_mv |
AT prudíussv sinteztavivčennânovogosuperkislotnogozro2sio2sno2oksidu AT gesnl sinteztavivčennânovogosuperkislotnogozro2sio2sno2oksidu AT tračevsʹkijvv sinteztavivčennânovogosuperkislotnogozro2sio2sno2oksidu AT brejvv sinteztavivčennânovogosuperkislotnogozro2sio2sno2oksidu |
| first_indexed |
2023-10-18T22:09:32Z |
| last_indexed |
2023-10-18T22:09:32Z |
| _version_ |
1796154784182435840 |
| spelling |
irk-123456789-1626542020-01-14T01:25:55Z Синтез та вивчення нового суперкислотного ZrO₂—SiO₂—SnO₂ оксиду Прудіус, С.В. Гес, Н.Л. Трачевський, В.В. Брей, В.В. Хімія Золь-гель методом синтезовано суперкислотний потрійний ZrO₂—SiO₂—SnO₂ оксид з різним атомним спiввiдношенням Zr : Si : Sn. Визначено концентраційне поле утворення суперкислотного ZrO₂—SiO₂—SnO₂, що обмежується граничним вмістом катіонів 10 ≤ Zr⁴⁺≤ 35,50 ≤ Si⁴⁺≤ 53,5 ≤ Sn⁴⁺≤ 40 % (ат.). Найвища сила кислотних центрів (H₀ = –14,52) спостерігається в області 21 ≤ Zr⁴⁺ ≤ 29, 60 ≤ Si⁴⁺ ≤ 67, 11 ≤ Sn⁴⁺ ≤ 20 % (ат.). Відповідно до визначеного розподілу кислотних центрів за їх силою, на поверхні Zr₂₉Si₆₀Sn₁₁ знаходиться 10 % суперкислотних центрів (–14,52 ≤ H₀ ≤ –12,14) та 40 % сильнокислотних центрів в інтервалі –12,14 ≤ H₀ ≤ –8,2 при загальній кислотності 1,5 ммоль/г. Зразки з вмістом Sn ≤ 25 та Zr ≤ 45 % (ат.) є рентгеноаморфними. Показано, що при вмісті олова до 25 % (ат.) в структурі змішаного ZZrO₂—SiO₂—SnO₂ оксиду фіксуються тетраедрично та октаедрично координовані по кисню іони Sn⁴⁺. Збільшення вмісту олова спричиняє утворення фази SnO2. З електронних спектрів дифузного відбиття зразків ZrO₂—SiO₂—SnO₂ розраховано граничну ширину забороненої зони у 3,8÷4,3 еВ, що є критерієм для синтезу супер кислотного ZrO₂—SiO₂—SnO оксиду. Згідно з даними аналізу ¹¹⁹Sn та ²⁹Si MAS ЯМР спектрів ZrO₂—SiO₂—SnO₂, має місце частковий зсув електронної густини з атомів цирконію на атоми кремнію та олова, що обумовлює утворення суперкислотних L-центрів (H₀ = –14,52). Показано, що суперкислотний Zr₂₉Si₆₀Sn₁₁ каталізатор ефективно каталiзує ацилювання толуолу оцтовим ангідридом при 150 °С у проточному реакторі з 45 %-ю конверсією ангідриду з практично 100 %-ю селективністю щодо n-метил ацетофенону. The superacid ternary ZrO₂—SiO₂—SnO₂ oxide has been synthesized by the sol-gel method with different atomic ratios Zr : Si : Sn. It is determined that superacid sites are formed at the ion content: 10 ≤ Zr⁴⁺≤ 35,50 ≤ Si⁴⁺≤ 53,5 ≤ Sn⁴⁺≤ 40 % 5 ≤ Sn⁴⁺ ≤ 40 %. The highest strength of acid sites (H₀ = –14.52) is observed in the interval: 21 ≤ Zr⁴⁺ ≤ 29, 60 ≤ Si⁴⁺ ≤ 67, 11 ≤ Sn⁴⁺ ≤ 20 %. According to the acid sites strength distribution on Zr₂₉Si₆₀Sn₁₁ surface, there are 10 % of superacid sites (−14.52 ≤ H₀ ≤ −12.14) and 40 % of strongly acid sites with −12.14 ≤ H₀ ≤ −8.2 at the total acidity of 1.5 mmol/g. The total concentration of acid sites on ZrO₂—SiO₂—SnO₂ surface is 1.1–1.7 mmol/g. All samples are characterized by a highly developed surface (200–400 m2/g) and an average pore diameter of ≈ 3 nm. Samples with Sn ≤ 25 and Zr ≤ 45 % have amorphous structure. It is shown that, at the tin content up to 25 % (at.), SnO4 and SnO6 species are observed in the structure of ZrO₂—SiO₂—SnO₂. At increasing the tin content, the formation of SnO₂ is observed. From the electron diffuse reflectance spectra of SnO₂ samples, the limiting band gap of 3.8–4.3 eV is calculated, that is a criterion of the synthesis of superacid ZrO₂—SiO₂—SnO₂. According to the 119Sn and 29Si MAS NMR spectra of ZrO₂—SiO₂—SnO₂, a partial shift of the electron density from zirconium atoms to silicon and tin atoms is observed that causes the formation of supera cid Lewis sites (H₀ = −14.52). It is shown that superacid Zr₂₉Si₆₀Sn₁₁ catalyst efficiently catalyzes the acy lation of toluene with acetic anhydride at 150 °С in a flow reactor with 45 % conversion of anhydride at 100 % selectivity towards n-methylacetophenone. Золь-гель методом синтезирован суперкислотный тройной ZrO₂—SiO₂—SnO₂ оксид с разным атомным соотношением Zr : Si : Sn. Определено концентрационное поле образования суперкислотного ZrO₂— SiO₂—SnO₂, которое ограничивается предельным содержанием катионов 10 ≤ Zr⁴⁺≤ 35,50 ≤ Si⁴⁺≤ 53,5 ≤ Sn⁴⁺≤ 40 % 5 ≤ Sn⁴⁺ ≤ 40 % (ат.). Максимальная сила кислотных центров (H₀ = −14,52) наблюдается в области 21 ≤ Zr⁴⁺ ≤ 29, 60 ≤ Si⁴⁺ ≤ 67, 11 ≤ Sn⁴⁺ ≤ 20 % (ат.). Согласно установленному распределению кислотных центров по их силе, на поверхности Zr₂₉Si₆₀Sn₁₁ находится 10 % суперкислотных центров (−14,52 ≤ H₀ ≤ ≤ −12,14) и 40 % сильнокислотных центров в интервале −12,14 ≤ H₀ ≤ −8,2 при общей кислотности 1,5 ммоль/г. Образцы с содержанием Sn ≤ 25 и Zr ≤ 45 % (ат.) рентгеноаморфны. Показано, что при содержании олова до 25 % (ат.), в структуре смешанного ZrO₂—SiO₂–SnO₂ оксида фиксируются тетраэдрически и октаэдрически координированные по кислороду ионы Sn⁴⁺. Увеличение содержания олова приводит к образованию фазы SnO₂. Из электронных спектров диффузного отражения образцов ZrO₂—SiO₂—SnO₂ рассчитана предельная ширина запрещенной зоны в 3,8 ÷ 4,3 эВ, что является критерием для синтеза суперкислотного ZrO₂—SiO₂—SnO₂ оксида. Согласно данным анализа 119Sn и 29Si MAS ЯМР спектров ZrO₂—SiO₂—SnO₂, имеет место частичный сдвиг электронной плотности с атомов циркония на атомы кремния и олова, что обусловливает образование суперкислотных L-центров (H₀ = −14,52). Показано, что суперкислотный Zr₂₉Si₆₀Sn₁₁ катализатор эффективно катализирует ацилирование толуола уксусным ангидридом при 150 °С в проточном реакторе с 45 %-й конверсией ангидрида при практически 100 %-й селективности по n-метилацетофенону. 2019 Article Синтез та вивчення нового суперкислотного ZrO₂—SiO₂—SnO₂ оксиду / С.В. Прудіус, Н.Л. Гес, В.В. Трачевський, В.В. Брей // Доповіді Національної академії наук України. — 2019. — № 11. — С. 73-80. — Бібліогр.: 11 назв. — укр. 1025-6415 DOI: doi.org/10.15407/dopovidi2019.11.073 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/162654 544.47 uk Доповіді НАН України Видавничий дім "Академперіодика" НАН України |