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.). Найв...
Saved in:
| Published in: | Доповіді НАН України |
|---|---|
| Date: | 2019 |
| Main Authors: | , , , |
| Format: | Article |
| Language: | Ukrainian |
| Published: |
Видавничий дім "Академперіодика" НАН України
2019
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/162654 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | 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. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1862739574277537792 |
|---|---|
| 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. |
| 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. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | 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.
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.
|
| first_indexed | 2025-12-07T20:10:17Z |
| format | Article |
| fulltext | |
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-162654 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 1025-6415 |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2025-12-07T20:10:17Z |
| publishDate | 2019 |
| publisher | Видавничий дім "Академперіодика" НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Прудіус, С.В. Гес, Н.Л. Трачевський, В.В. Брей, В.В. 2020-01-13T10:06:21Z 2020-01-13T10:06:21Z 2019 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 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/162654 544.47 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. uk Видавничий дім "Академперіодика" НАН України Доповіді НАН України Хімія Синтез та вивчення нового суперкислотного ZrO₂—SiO₂—SnO₂ оксиду Synthesis and research of new superacid ZrO₂— SiO₂—SnO₂ oxide Синтез и изучение нового суперкислотного ZrO₂— SiO₂—SnO₂ оксида Article published earlier |
| spellingShingle | Синтез та вивчення нового суперкислотного ZrO₂—SiO₂—SnO₂ оксиду Прудіус, С.В. Гес, Н.Л. Трачевський, В.В. Брей, В.В. Хімія |
| title | Синтез та вивчення нового суперкислотного ZrO₂—SiO₂—SnO₂ оксиду |
| title_alt | Synthesis and research of new superacid ZrO₂— SiO₂—SnO₂ oxide Синтез и изучение нового суперкислотного ZrO₂— SiO₂—SnO₂ оксида |
| 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_short | Синтез та вивчення нового суперкислотного ZrO₂—SiO₂—SnO₂ оксиду |
| title_sort | синтез та вивчення нового суперкислотного zro₂—sio₂—sno₂ оксиду |
| topic | Хімія |
| topic_facet | Хімія |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/162654 |
| work_keys_str_mv | AT prudíussv sinteztavivčennânovogosuperkislotnogozro2sio2sno2oksidu AT gesnl sinteztavivčennânovogosuperkislotnogozro2sio2sno2oksidu AT tračevsʹkiivv sinteztavivčennânovogosuperkislotnogozro2sio2sno2oksidu AT breivv sinteztavivčennânovogosuperkislotnogozro2sio2sno2oksidu AT prudíussv synthesisandresearchofnewsuperacidzro2sio2sno2oxide AT gesnl synthesisandresearchofnewsuperacidzro2sio2sno2oxide AT tračevsʹkiivv synthesisandresearchofnewsuperacidzro2sio2sno2oxide AT breivv synthesisandresearchofnewsuperacidzro2sio2sno2oxide AT prudíussv sinteziizučenienovogosuperkislotnogozro2sio2sno2oksida AT gesnl sinteziizučenienovogosuperkislotnogozro2sio2sno2oksida AT tračevsʹkiivv sinteziizučenienovogosuperkislotnogozro2sio2sno2oksida AT breivv sinteziizučenienovogosuperkislotnogozro2sio2sno2oksida |