Синтез и свойства микро/мезопористых материалов в тройной системе TiO₂–Al₂O₃–SiO₂
Предложен метод одностадийного синтеза Ti- и Al-содержащих мезопористых молекулярных сит (Ti,Al-MМС) и мезопористых цеолитов (Ti, Al-MZ), исследована кинетика их образования и структурно-текстурные свойства. Полученные материалы охарактеризованы методами ИК-спектроскопии, рентгенографии и адсорбции...
Gespeichert in:
| Veröffentlicht in: | Поверхность |
|---|---|
| Datum: | 2008 |
| Hauptverfasser: | , , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Russisch |
| Veröffentlicht: |
Інститут хімії поверхні ім. О.О. Чуйка НАН України
2008
|
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/147487 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Синтез и свойства микро/мезопористых материалов в тройной системе TiO₂–Al₂O₃–SiO₂ / К.Н. Хоменко, А.В. Редькина, Е.И. Оранская, Н.Н. Цыба // Поверхность. — 2008. — Вип. 14. — С. 354-361. — Бібліогр.: 14 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1859951479258873856 |
|---|---|
| author | Хоменко, К.Н. Редькина, А.В. Оранская, Е.И. Цыба, Н.Н. |
| author_facet | Хоменко, К.Н. Редькина, А.В. Оранская, Е.И. Цыба, Н.Н. |
| citation_txt | Синтез и свойства микро/мезопористых материалов в тройной системе TiO₂–Al₂O₃–SiO₂ / К.Н. Хоменко, А.В. Редькина, Е.И. Оранская, Н.Н. Цыба // Поверхность. — 2008. — Вип. 14. — С. 354-361. — Бібліогр.: 14 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Поверхность |
| description | Предложен метод одностадийного синтеза Ti- и Al-содержащих мезопористых молекулярных сит (Ti,Al-MМС) и мезопористых цеолитов (Ti, Al-MZ), исследована кинетика их образования и структурно-текстурные свойства. Полученные материалы охарактеризованы методами ИК-спектроскопии, рентгенографии и адсорбции азота. Показано, что образование цеолитных структур (до ~ 25 %) не сопровождается разрушением мезофазной структуры и происходит в стенках мезопор. Тестирование полученных материалов как катализаторов в реакциях дегидрирования (ДГ) и окислительного дегидрирования пропана в пропилен показало их высокую селективность (~ 75 %) в реакции дегидрирования при выходе пропилена 33 %.
A method of one-stage synthesis of Ti- and Al-containing moleculer sieves (Ti, Al-MMS) and mesoporous zeolites (Ti, Al-MZ) containing materials based on has been proposed; the kinetics of their formation and texture features has been studied. The materials obtained have been characterized by methods of IR-spectroscopy (FTIR), X-ray diffraction (XRD), and adsorption of nitrogen. The formation of zeolite structures (up to ~ 25 %) has been shown to be accompanied with destruction of mesophase structure but to occurr in the mesopore walls. Testing the materials obtained as catalysts in the reaction of dehydration and oxidative dehydrogentation of propane into propylene has shown a high selectivity (~ 75 %) in the dehydration reaction with yield of propylene about 33 %.
|
| first_indexed | 2025-12-07T16:17:17Z |
| format | Article |
| fulltext |
Химия, физика и технология поверхности. 2008. Вып. 14. С. 354 – 361
354
УДК 541.183: 541.182.8: 544.723
СИНТЕЗ И СВОЙСТВА МИКРО/МЕЗОПОРИСТЫХ
МАТЕРИАЛОВ В ТРОЙНОЙ СИСТЕМЕ TiO2–Al2O3–SiO2
К.Н. Хоменко1, А.В. Редькина1, Е.И. Оранская2, Н.Н. Цыба1
1Институт сорбции и проблем эндоэкологии Национальной академии наук Украины
ул. Генерала Наумова 13, 03164 Киев-164
2Институт химии поверхности им. А.А. Чуйко Национальной академии наук Украины
ул. Генерала Наумова 17, 03164 Киев-164
Предложен метод одностадийного синтеза Ti- и Al-содержащих мезопористых
молекулярных сит (Ti,Al-MМС) и мезопористых цеолитов (Ti, Al-MZ), исследована кине-
тика их образования и структурно-текстурные свойства. Полученные материалы
охарактеризованы методами ИК-спектроскопии, рентгенографии и адсорбции азота.
Показано, что образование цеолитных структур (до ~ 25 %) не сопровождается
разрушением мезофазной структуры и происходит в стенках мезопор. Тестирование
полученных материалов как катализаторов в реакциях дегидрирования (ДГ) и окисли-
тельного дегидрирования пропана в пропилен показало их высокую селективность
(~ 75 %) в реакции дегидрирования при выходе пропилена 33 %.
Введение
Силикаты с упорядоченной мезопористой структурой благодаря калиброванному
размеру пор в нанометровом диапазоне (обычно 2 – 20 нм) и высокой удельной поверх-
ности (~ 1000 м2/г) широко исследуются как перспективные материалы в адсорбции и
катализе [1]. Перспектива их практического применения в катализе определяется воз-
можностью допирования в процессе синтеза силикатной мезофазы атомами других
элементов (Al, B, Ti, V, Cr, Fe и др.). Введение в структуру силикатной стенки алюминия
повышает термо- и гидростабильность этих материалов. Основными факторами, опреде-
ляющими их активность как катализаторов, являются степень диспергирования металла-
допанта в силикатной матрице (степень его изолированности) и его доступность для
реагентов, которая, в свою очередь, определяется такими структурными факторами, как
размер и упорядоченность пор и толщина силикатной стенки.
При образовании цеолитоподобного порядка в стенках мезопор (образовании
мезопористых цеолитов) изменяются кислотно-основные свойства поверхности металл-
силикатов, что влияет на их каталитическую активность и селективность в той или иной
реакции. Положительный эффект в катализе при использовании мезопористых цеолитов
в большинстве случаев приписывается улучшению массопереноса к активным центрам в
микропорах цеолита, т.е. наличие мезопор увеличивает скорость диффузии в цеолитном
катализаторе [2]. Мезопористые цеолиты проявили улучшенные каталитические свойст-
ва по сравнению с мезопористыми материалами. Причина заключается в том, что
мезопористые цеолиты комбинируют присутствие достаточно сильнокислотных центров
и гидротермальную стабильность цеолитов с превосходными массотранспортными
свойствами мезопористых материалов. Поэтому ожидается, что мезопористые цеолит-
ные катализаторы будут превосходить катализаторы, составленные из мезопористых
материалов [2, 3]. Большое количество литературы по синтезу и изучению свойств
мезопористых материалов и мезопористых цеолитов относится к бинарным системам.
Цель этой работы – прямой синтез материалов с мезопористой и микро/мезопористой
355
структурой в тройных системах TiO2–Al2O3–SiO2, изучение структурно-адсорбционных
и каталитических свойств полученных материалов.
Экспериментальня часть
Образцы Ti- и Al-содержащих мезопористых молекулярных сит (Ti,Al-MМС) и
мезопористых цеолитов (Ti,Al-MZ) синтезировали с использованием в качестве источни-
ков TiO2, Al2O3, и SiO2 Ti-аэросилов с массовой долей TiO2 1,4 и 7 % и Al-аэросилов с
массовой долей Al2O3 1,5 и 4 % (Хлорвинил, Калуш, Украина). В качестве темплатов
применяли бромид цетилтриметиламмония (CTABr) (99,9 %, Aldrich) для образования
мезопористой матрицы и бромид тетрапропиламмония (ТPАBr) (> 99 %, Merck) для
образования цеолитной структуры. Соотношение компонентов в исходных реакционных
смесях соответствовало формулам (в молях):
SiO2 / xTiO2 / yAl2O3 / 0,2 CTAB / 0,2 NaOH / 30 H2О для Ti, Al-MМС,
SiO2/ xTiO2/ yAl2O3 / 0,2CTAB/ 0,12ТРАBr/ 0,2NaOH / 30H2О для Ti, Al-MZ.
Рассчитанное количество темплатов ТPАBr и CTABr последовательно при перемешива-
нии растворяли в водном растворе NaOH. В полученный раствор добавляли смесь Al- и
Ti-аэросилов, образовавшийся гель старился при комнатной температуре в течение 24 ч.
Синтез проводили в стальных автоклавах с фторопластовыми стаканчиками в статичных
условиях под собственным давлением при температуре 413 К и времени гидротермаль-
ной обработки (ГТО) до 200 ч. Конечный продукт отфильтровывали, промывали дисти-
лированной водой, высушивали при 378 К и прокаливали при 853 К в течение 5 ч для
удаления темплата. В Н-форму образцы переводили ионным обменом с 2н NH4Cl с
последующей сушкой и прокаливанием.
Дифрактограммы исследуемых образцов регистрировали на дифрактометре
ДРОН-4-07 в излучении Cu Ka линии анода с Ni-фильтром в отраженном пучке с гео-
метрией съемки по Брэггу-Брентано. Доступ к малоугловой области осуществлялся с
помощью дополнительно установленных коллимирующих щелей перед образцом и
счетчиком.
ИК-спектры отражения в области 1200 – 400 см-1 записывали на спектрофотомет-
ре Percin-Elmer Spectrum One FT-IR Spectrometer.
Изотермы адсорбции азота были получены на приборе 2405 N Micromeritics по
стандартной процедуре после вакуумной обработки при 623 К. Эти изотермы использо-
вались для традиционного анализа. Он включал определение величин удельных поверх-
ностей БET (SБЕТ) в обычно используемой области P/P0 = 0,05…0,3 с предположением
посадочной площадки азота в адсорбированном монослое ω=0,162 нм2. Распределения
пор по размерам рассчитаны методоми BJH (DBJH) и DFT (DDFT). Объем микропор (Vмк)
рассчитан t-методом. Полные объемы порового пространства (Vå) получены из значений
адсорбции при относительном давлениии P/P0 = 0,95 в предположении, что плотность
азота в адсорбированном состоянии равна 34,67 см3/моль, то есть нормальная плотность
жидкого азота при той же температуре.
Результаты и их обсуждение
При битемплатном синтезе исходный гель формируется в присутствии структуро-
образующих реагентов как для образования мезофазы, так и для цеолита. Образование
ММС при использовании в качестве темплатов катионов алкилтриметиламмония
CnH2n-1N+(CH3)3 , где 8< n <16, происходит по механизму S+I−, где S+ – катион алкилтри-
метиламмония, а I− – неорганический анион. Взаимодействие высокомолекулярных
темплатов (S+) с кремний-кислородными олигомерами (I–) приводит к быстрому форми-
356
рованию MMС с частично упорядоченной мезофазной структурой уже при комнатной
температуре. ГТО и последующая термообработка способствуют полимеризации и
повышению пространственной упорядоченности в области “дальнего порядка”
(ориентации мезопор) при сохранении аморфной структуры стенок [4, 5]. Формиро-
ванию кристаллической фазы цеолита предшествует относительно длительный
индукционный период. За время индукционного периода взаимодействие рентгено-
аморфного материала ММС с темплатом (C3H7)4NBr (TPABr) приводит к образованию
элементов структуры синтезируемого цеолита ZSM-5, при концентрации которых выше
некоторой критической, начинается быстрая кристаллизация. Для успешного битемплат-
ного синтеза ММС с элементами цеолитной структуры в рентгеноаморфных стенках
(мезопористых цеолитов) необходимо подобрать условия, при которых индукционный
период образования цеолитной фазы будет больше, чем время образования однородно-
мезопористой матрицы, которая служит материалом для перекристаллизации в
цеолитную фазу, то есть надо знать кинетику образования ММС и кинетику кристал-
лизации цеолита при выбранной температуре синтеза. В работах [6, 7] было показано,
что при использовании Al- и Ti-аэросилов оптимальный температурный интервал
находится в пределах 403 – 413 К. Процесс кристаллизации надо остановить на началь-
ном этапе преобразования аморфной алюмокремнеземной матрицы в цеолитную, пока
рост кристаллических блоков не привел к разрушению стенок мезопор и уничтожению
упорядоченной мезопористой структуры.
Кинетика образования мезопористой структуры изучалась на образцах с соотно-
шением Si/Al = 40 и Si/Ti = 36 при различной длительности ГТО. На рис. 1 представлены
малоугловые дифрактограммы порошкообразных образцов Ti, Al-MМС.
2 4 6 8 10
0
4000
8000
12000
2q, град.
I,
от
н.
ед
.
1
2
3
4
Рис. 1. Дифрактограммы порошкооб-
разных образцов Ti, Al-MМС с
различным временем ГТО (ч):
1 – 0, 2 – 6, 3 – 13, 4 – 57.
Наличие дифракционных максимумов в малоугловой области указывает на суще-
ствование в образцах упорядоченной мезопористой структуры. Индексирование линий с
параметром а, равным 43,77 Ǻ, и бесконечно большим параметром с, в соответствии с
квадратичной формой для гексагональной упаковки, приводят к значениям (hkl), кото-
рые совпадают с литературными данными для двухмерной гексагональной упаковки
мезопор. Дифрактограмма 1 (время ГТО 0 ч) соответствует спонтанно образованной
(первичной) мезофазе за время старения исходного геля (24 ч) и показывает, что призна-
ки структурного упорядочения мезопор появляются еще до гидротермальной обработки.
ГТО способствует конденсации SiOH-групп между соседними кремнийкислородными
тетраэдрами, которая требует их соответствующей взаимной ориентации. Увеличение
времени ГТО способствует оптимальной взаимной ориентации кремнийкислородных
тетраэдров и увеличению степени поликонденсации соседних SiOH-групп. Следствием
таких относительно медленных преобразований является структурное упорядочение в
357
мезопористой системе и уменьшение толщины стенок между мезопорами [6]. Ранее в
работах [7, 8] было показано, что оптимальное время образования совершенной двух-
мерной гексагональной упаковки мезопор в приведенных выше условиях синтеза для
систем TiO2 – SiO2 и Al2O3 – SiO2 составляет ~24 ч. При использовании тройной системы
смешанных оксидов TiO2 – Al2O3 – SiO2 образование ММС происходит быстрее. Уже
через 6 ч ГТО при 413 К образуется высокоупорядоченная Ti, Al-MМС с гексагональной
упаковкой мезопор, структурные параметры которой практически не изменяются с
увеличением длительности ГТО (рис. 1).
Недостатками чисто кремнеземных ММС и Ti, Si-MMC является низкая термо- и
гидролитическая стабильность [9], что приводит к нарушению упорядоченной мезопо-
ристой структуры при переводе образцов из исходной Na-формы в каталитически
активную Н-форму. Введение в исходный гель второго каркасообразующего элемента
(алюминия) позволяет получить материал с высокой термической (~1023 K) и гидроли-
тической стабильностью. На рис. 2 показаны малоугловые дифрактограммы Ti,Al-MМС
в Na-форме (1) и Н-форме (2), полученной после ионного обмена с 2М NH4Cl при 370 К
в течение 8 ч. Положение и относительная интенсивность дифракционных максимумов
практически не меняется в процессе ионного обмена, что свидетельствует о стабильнос-
ти полученной структуры.
0 2 4 6 8 10
0
5000
10000
15000
20000
25000
I,
от
н.
ед
.
2q, град.
1
2
Рис. 2. Малоугловые дифрактограммы
образцов Ti,Al-MМС в Na-форме
(1) и Н-форме (2). Si/Al = 40 и
Si/Ti = 36, время ГТО 13 ч.
В табл. 1 приведены текстурные характеристики образцов Ti, Al-ММС в Na-фор-
ме, Н-форме и Ti, Al-МZ в Н-форме.
Таблица 1. Текстурные характеристики образцов Ti, Al-ММС
Образец Si/Ti Si/Al SБЕТ,
м2/г
Vå,
см3/г
VDFT,
см3/г
Vмк,
см3/г
DBJH,
нм
DDFT,
нм
Ti,Al-ММС
Na-форма 36 40 731 0,62 0,55 0 2,74 3,79
Ti,Al-ММС
Н-форма 36 40 540 1,23 0,58 0 2,2 3,18
Ti,Al-ММС
Na-форма 180 110 935 0,93 0,75 0 2,74 3,78
Ti,Al-ММС
Н-форма 180 110 731 1,45 0,81 0 2,45 3,54
Ti,Al-МZ
Н-форма 36 40 543 0,44 0,38 0,12 2,08 3,66
358
На рис. 3 показаны изотермы адсорбции – десорбции азота для образцов
Ti, Al-MМС в Na-форме и с разным содержанием титана и алюминия, а также распреде-
ление пор по размерам, рассчитанное методом DFT.
0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0
0
100
200
300
400
500
600
V
, с
м
3 /г
P/P0
Адс
Дес
5 10 15 20 25 30 35 40
0.00
0.05
0.10
0.15
0.20
0.25
V
, [
см
3 /A
/г]
R, [A]
18,9
а б
0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0
100
200
300
400
V
, с
м
3 /г
P/P0
Адс
Дес
0 6 12 18 24 30 36
0.00
0.05
0.10
0.15
0.20
V
, [
см
3 /А
/г]
R, [A]
18.96
в г
Рис. 3. Изотермы адсорбции – десорбции азота образцами Ti,Al-MМС в Na-форме и
распределение пор по размерам, рассчитанное методом DFT. а, б − Si/Al = 110
и Si/Ti = 180, в, г − Si/Al = 40 и Si/Ti = 36 Ǻ
Удельная поверхность, как видно, зависит от содержания титана и алюминия и
изменяется в пределах 540 – 935 м2/г. Расчет среднего диаметра мезопор методом BJH
показывает существенно более низкие значения по сравнению с методом DFT [10].
Удельная поверхность снижается после ионного обмена с NH4Cl (10 ч при 95 0С), что
является результатом частичного разупорядочения мезопористой структуры, а полные
объемы порового пространства (Vå) для мезопористых образцов в Н-форме увеличива-
ются в результате образования макропор при агрегации частиц. В образце Ti, Al-МZ
появляются микропоры в результате образования цеолитной фазы.
С целью изучения кинетики формирования цеолитной структуры в мезопористой
матрице был синтезирован ряд образцов тройной системы TiO2–Al2O3–SiO2 при
соотношении Si/Ti = 36 и Si/Al = 40 и времени ГТО 4, 16, 24, 48 и 72 ч.
На рис. 4 представлены дифрактограммы высушенных и прокаленных образцов
Ti, Al-MZ в зависимости от времени предварительной ГТО. Увеличение длительности
ГТО сопровождается снижением интенсивности малоугловых максимумов и уменьше-
нием межплоскостных расстояний, как это показано на рис. 4, а. Периодичность мезопо-
ристой структуры не нарушается в исследованном интервале времени ГТО. Одновремен-
359
но алюмокремнеземная матрица переходит из аморфного состояния в частично
кристаллическое, как это показано на рис. 4, б.
0 2 4 6 8 10
0
3000
6000
9000
12000
15000
I,
от
н.
е
д.
2q, град.
1
2
3
10 20 30 40 50 60 70
500
1000
1500
2000
2500
3000
I,
от
н.
е
д.
2q, град.
1
2
3
а б
Рис. 4. Малоугловая (а) и широкоугловая (б) дифрактограммы порошкообразных
образцов Ti, Al-MZ с разным временем ГТО (ч): 1 − 4, 2 − 16, 3 − 72. Si/Al = 100,
Si/Ti = 200.
Мезопористые образцы (1,4 % ТіО2, 1,5 % Al2O3) исследовались как катализаторы
реакций дегидрирования (ДГ) пропана и окислительного дегидрирования (ОДГ) пропана
в пропилен. Каталитические характеристики (степень превращения пропана – Х С3Н8,
селективности образования продуктов реакции – S C3H6, S CхHх, S COх и выход пропи-
лена – Y C3H6 представлены на рис. 5, 6.
0
20
40
60
80
100
300 400 500 600 700 800
Температура, С
X,
S
, Y
, %
Ряд1
Ряд2
Ряд3
Ряд4
0
20
40
60
80
100
300 400 500 600 700 800
Температура, С
X,
S
, Y
, %
Ряд1
Ряд2
Ряд3
Ряд4
Ряд5
Рис. 5. Каталитические характеристики Al-
Ti-ММС (1,4 % Ti; 1,5 % Al). Про-
цесс ДГ пропана. Состав смеси:
6 об. % С3Н8 в аргоне. По рядам:
1 – S C3H6; 2 – S CxHx; 3 – X C3H8;
4 – Y C3H6.
Рис. 6. Каталитические характеристики Al-
Ti-ММС (1,4 % Ti; 1,5 % Al). Про-
цесс ОДГ пропана. Состав смеси:
7 об. % С3Н8, 3,5 об. % О2 в гелии.
По рядам: 1 – S C3H6; 2 – S COx; 3 –
S CxHx; 4 – X C3H8; 5 – Y C3H6.
Промышленным катализатором дегидрирования (ДГ) пропана в пропилен явля-
ется катализатор Cr2O3/Al2O3, требующий периодической регенерации воздухом
вследствие закоксовывания и высоких температур проведения процесса. Окислительное
дегидрирование (ОДГ), т. е. дегидрирование в присутствии кислорода в реакционной
смеси, в настоящее время широко исследуется с целью получения пропилена, предпола-
360
гая, что это позволит снизить температуру реакции и сократить стадию регенерации
катализатора. Трудность осуществления такого процесса заключается в большой
реакционной способности образующегося пропилена, который также окисляется при
высоких температурах реакции, необходимых для активации нейтрального пропана [11].
Поиск катализаторов ОДГ пропана ведется во многих лабораториях, но получен-
ные данные пока не представляют промышленного интереса. Наиболее высокий выход
пропилена достигается на ванадий или молибденсодержащих оксидных системах, т. е. на
оксидах, входящих в большинство катализаторов мягкого окисления углеводородов [12].
Но на катализаторах без носителей он не превышает 12 – 18 %. Максимальный выход
при окислительном дегидрировании пропана в 30 % получен на оксиде ванадия, нане-
сенном на кремнезем и на оксиде молибдена, нанесенном на смесь оксидов кремния и
титана в соотношении 1 : 1, синтезированной золь-гель методом [13]. Отмечается, что
носитель существенно влияет на свойства катализатора, повышая степень превращения
пропана и выход пропилена [14].
Полученные нами данные на катализаторах Al-Ti-ММС показывают, что достига-
емая степень превращения пропана в процессе ОДГ при 750оС выше, чем при дегид-
рировании в отсутствие кислорода (54 % и 49 %, соответственно), а селективность
образования пропилена существенно ниже в процессе ОДГ чем ДГ (52 и 75 %, соот-
ветственно). При этом выходы пропилена в обоих процессах составляют 28 % для ОДГ и
33 % для ДГ и сравнимы с лучшими показателями, сообщаемыми в литературе.
Литература
1. Taguchi A., Schith, F. Ordered mesoporous materials in catalysis // Micropor. Mesopor.
Mater. – 2005. – V. 77. – P. 1 – 45.
2. Christensen C.H., Johannsen K., Tornqvist E. Mesoporous zeolite single crystal catalysts:
Diffusion and catalysis in hierarchical zeolites // Catal. Today. – 2007. – V. 128. – P. 117 –
122.
3. Busca G. Acid catalists in industrial hidrocarbon chemistry // Chem. Rew. – 2007. –
V. 107. – P. 5366 – 5410.
4. Pelster S.A., Schrader W., Schuth F. Monitoring temporal evolution of silicate species
during hydrolysis and condensation of silicates losingmass spectrometry // J. Amer. Chem.
Soc. – 2006. – V. 128. – P. 4310 – 4317.
5. Особенности формирования и гидротермальная стабильность ориентированных
мезопористых материалов (ОММ) – нового класса адсорбентов и катализаторов.
В.Б. Фенелонов, М.С. Мельгунов, Л.А. Соловьев, С.Д. Кирик // Х Межд. конф.: Тео-
ретические проблемы химии поверхности, адсорбции и хроматографии. – Москва,
2006. – С. 60 – 68.
6. Романников В.Н., Фенелонов В.Б., Носов А.В. О механизме формирования силикат-
ных пористых мезофаз // Кинетика и катализ.– 2000. − Т. 41, № 1. − С. 122 – 130.
7. Synthesis and adsorptive constitutive properties of MMS/MFI materials prepared on the
basis of Al-aerosil / K.M. Khomenko, G.I. Zhukow, J.I. Gornikov, R. Leboda, V.V. Brei //
Adsorption Sci. & Technology. – 2007. − V. 25, № 1/2. − P. 5 – 13.
8. Khomenko K.M., Rudneva A.V., Oranskaya E.I. Synthesis and kinetics of generation of
MMS/MFI materials prepared on the basis of Ti-aerosil // Adsorption Sci. & Technology. –
2007. − V. 24, № 10. – P. 863 – 871.
9. Холдеева О.А., Трухан Н.Н. Мезопористые титан-силикаты как катализаторы
процессов жидкофазного селективного окисления органических соединений //
Успехи химии. – 2006. – Т. 72, № 5. – С. 460 – 483.
361
10. Fenelonov V.B., Romannikov V.N., Derevyankin Z.Yu. Mesopore size and surface area
calculations for hexagonal mesophases (types MCM-41, FSM-16, etc.) using low-angle XRD
and adsorption data // Micropor. Mesopor. Mater. – 1999. – V. 28, № 1. – P. 57 – 72.
11. Cavani F., Trifiro F. Same aspects that affect the selective oxidation of paraffins // Catal.
Today. − 1997. − V. 36. − P. 431 – 439.
12. Голодец Г.И. Гетерогенно-каталитическое окисление органических веществ. – К.:
Наук. думка, 1978. − С. 375.
13. Watson B.R., Umit S., Ozkan U.S. Oxidative dehydrogenanation of propane over alkali-
Mo-catalysts supported on sol-gel silica-titania mixed oxides // Studies in Surface and
Catalysis. – 2000. – V. 129. – P. 130 – 137.
14. Factor controlling the selectivity of V2O5 supported catalysts in the oxidative dehydrogena-
tion of propane / G.Matra, F.Arena, S.Coluccia, F.Frusteri, A.Parmaliana // Catal. Today. –
2000. – V. 63. – P. 197 – 207.
SYNTHESIS AND PROPERTIES OF THE
MICRO/MESOPOROUS MATERIALS
IN THE TERNARY SYSTEMS TiO2–Al2O3–SiO2
K.M. Khomenko1, A.V. Redkina1, O.I. Oranska2, M.M. Tsyba1
1Institute for Sorption and Endoecology Problems of National Academy of Sciences of Ukraine
General Naumov Str. 13, 03164 Kyiv-164
2Chuiko Institute of Surface Chemistry of National Academy of Sciences of Ukraine
General Naumov Str 17, 03164 Kyiv-164
A method of one-stage synthesis of Ti- and Al-containing moleculer sieves (Ti, Al-
MMS) and mesoporous zeolites (Ti, Al-MZ) containing materials based on has been proposed;
the kinetics of their formation and texture features has been studied. The materials obtained
have been characterized by methods of IR-spectroscopy (FTIR), X-ray diffraction (XRD), and
adsorption of nitrogen. The formation of zeolite structures (up to ~ 25 %) has been shown to be
accompanied with destruction of mesophase structure but to occurr in the mesopore walls.
Testing the materials obtained as catalysts in the reaction of dehydration and oxidative
dehydrogentation of propane into propylene has shown a high selectivity (~ 75 %) in the
dehydration reaction with yield of propylene about 33 %.
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-147487 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 2617-5975 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-07T16:17:17Z |
| publishDate | 2008 |
| publisher | Інститут хімії поверхні ім. О.О. Чуйка НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Хоменко, К.Н. Редькина, А.В. Оранская, Е.И. Цыба, Н.Н. 2019-02-14T20:12:13Z 2019-02-14T20:12:13Z 2008 Синтез и свойства микро/мезопористых материалов в тройной системе TiO₂–Al₂O₃–SiO₂ / К.Н. Хоменко, А.В. Редькина, Е.И. Оранская, Н.Н. Цыба // Поверхность. — 2008. — Вип. 14. — С. 354-361. — Бібліогр.: 14 назв. — рос. 2617-5975 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/147487 541.183: 541.182.8: 544.723 Предложен метод одностадийного синтеза Ti- и Al-содержащих мезопористых молекулярных сит (Ti,Al-MМС) и мезопористых цеолитов (Ti, Al-MZ), исследована кинетика их образования и структурно-текстурные свойства. Полученные материалы охарактеризованы методами ИК-спектроскопии, рентгенографии и адсорбции азота. Показано, что образование цеолитных структур (до ~ 25 %) не сопровождается разрушением мезофазной структуры и происходит в стенках мезопор. Тестирование полученных материалов как катализаторов в реакциях дегидрирования (ДГ) и окислительного дегидрирования пропана в пропилен показало их высокую селективность (~ 75 %) в реакции дегидрирования при выходе пропилена 33 %. A method of one-stage synthesis of Ti- and Al-containing moleculer sieves (Ti, Al-MMS) and mesoporous zeolites (Ti, Al-MZ) containing materials based on has been proposed; the kinetics of their formation and texture features has been studied. The materials obtained have been characterized by methods of IR-spectroscopy (FTIR), X-ray diffraction (XRD), and adsorption of nitrogen. The formation of zeolite structures (up to ~ 25 %) has been shown to be accompanied with destruction of mesophase structure but to occurr in the mesopore walls. Testing the materials obtained as catalysts in the reaction of dehydration and oxidative dehydrogentation of propane into propylene has shown a high selectivity (~ 75 %) in the dehydration reaction with yield of propylene about 33 %. ru Інститут хімії поверхні ім. О.О. Чуйка НАН України Поверхность Наноматериалы и нанотехнологии Синтез и свойства микро/мезопористых материалов в тройной системе TiO₂–Al₂O₃–SiO₂ Synthesis and properties of the micro/mesoporous materials in the ternary systems TiO₂–Al₂O₃–SiO₂ Article published earlier |
| spellingShingle | Синтез и свойства микро/мезопористых материалов в тройной системе TiO₂–Al₂O₃–SiO₂ Хоменко, К.Н. Редькина, А.В. Оранская, Е.И. Цыба, Н.Н. Наноматериалы и нанотехнологии |
| title | Синтез и свойства микро/мезопористых материалов в тройной системе TiO₂–Al₂O₃–SiO₂ |
| title_alt | Synthesis and properties of the micro/mesoporous materials in the ternary systems TiO₂–Al₂O₃–SiO₂ |
| title_full | Синтез и свойства микро/мезопористых материалов в тройной системе TiO₂–Al₂O₃–SiO₂ |
| title_fullStr | Синтез и свойства микро/мезопористых материалов в тройной системе TiO₂–Al₂O₃–SiO₂ |
| title_full_unstemmed | Синтез и свойства микро/мезопористых материалов в тройной системе TiO₂–Al₂O₃–SiO₂ |
| title_short | Синтез и свойства микро/мезопористых материалов в тройной системе TiO₂–Al₂O₃–SiO₂ |
| title_sort | синтез и свойства микро/мезопористых материалов в тройной системе tio₂–al₂o₃–sio₂ |
| topic | Наноматериалы и нанотехнологии |
| topic_facet | Наноматериалы и нанотехнологии |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/147487 |
| work_keys_str_mv | AT homenkokn sintezisvoistvamikromezoporistyhmaterialovvtroinoisistemetio2al2o3sio2 AT redʹkinaav sintezisvoistvamikromezoporistyhmaterialovvtroinoisistemetio2al2o3sio2 AT oranskaâei sintezisvoistvamikromezoporistyhmaterialovvtroinoisistemetio2al2o3sio2 AT cybann sintezisvoistvamikromezoporistyhmaterialovvtroinoisistemetio2al2o3sio2 AT homenkokn synthesisandpropertiesofthemicromesoporousmaterialsintheternarysystemstio2al2o3sio2 AT redʹkinaav synthesisandpropertiesofthemicromesoporousmaterialsintheternarysystemstio2al2o3sio2 AT oranskaâei synthesisandpropertiesofthemicromesoporousmaterialsintheternarysystemstio2al2o3sio2 AT cybann synthesisandpropertiesofthemicromesoporousmaterialsintheternarysystemstio2al2o3sio2 |