Синтез мезопористого глинозему на основі ізопропілату алюмінію
Досліджено особливості темплатного і безтемплатного синтезів мезопористого оксиду алюмінію. Показано, що на основі ізопропілату алюмінію без застосування темплатів можна одержувати зразки аморфного Al2O3 з діаметром пор 7–20 нм, питомою поверхнею 350–400 м^2/г і питомим об’ємом пор до 2 см^3/г. Изуч...
Saved in:
| Date: | 2005 |
|---|---|
| Main Authors: | , , , |
| Format: | Article |
| Language: | Ukrainian |
| Published: |
Інститут бiоорганiчної хiмiї та нафтохiмiї НАН України
2005
|
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/3773 |
| 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 мезопористого глинозему на основі ізопропілату алюмінію / Г.І. Жуков , Р. Лебода , Я. Скубішевська-Зємба , В.В. Брей // Катализ и нефтехимия. — 2005. — № 13. — С. 62-66. — Бібліогр.: 11 назв. — укр. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-3773 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
Жуков, Г.І. Лебода, Р. Скубішевська-Зємба, Я. Брей, В.В. 2009-07-10T08:38:13Z 2009-07-10T08:38:13Z 2005 Синтез мезопористого глинозему на основі ізопропілату алюмінію / Г.І. Жуков , Р. Лебода , Я. Скубішевська-Зємба , В.В. Брей // Катализ и нефтехимия. — 2005. — № 13. — С. 62-66. — Бібліогр.: 11 назв. — укр. https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/3773 541.182.8 Досліджено особливості темплатного і безтемплатного синтезів мезопористого оксиду алюмінію. Показано, що на основі ізопропілату алюмінію без застосування темплатів можна одержувати зразки аморфного Al2O3 з діаметром пор 7–20 нм, питомою поверхнею 350–400 м^2/г і питомим об’ємом пор до 2 см^3/г. Изучены особенности темплатного и безтемплатного синтезов мезопористого оксида алюминия. Показано, что на основе изопропилата алюминия без применения темплатов можно получать образцы аморфного Al2O3 с диаметром пор 7–20 нм, удельной поверхностью 350–400 м^2/г и удельным объемом пор до 2 см^3/г. The peculiarities of template and non-template syntheses of mesoporous Al2O3 have been studied. The possibility of preparing the samples of amorphous Al2O3 with pore diameters of 7–20 nm, specific surface of 350–400 m^2/g as well as specific pore volumes up to 2 cm^3/g on the basis of aluminum isopropylate without using the templates has been shown. uk Інститут бiоорганiчної хiмiї та нафтохiмiї НАН України Синтез мезопористого глинозему на основі ізопропілату алюмінію Синтез мезопористого глинозема на основе изопропилата алюминия Mesoporous alumina synthesis on the basis of aluminium isopropylate Article published earlier |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| title |
Синтез мезопористого глинозему на основі ізопропілату алюмінію |
| spellingShingle |
Синтез мезопористого глинозему на основі ізопропілату алюмінію Жуков, Г.І. Лебода, Р. Скубішевська-Зємба, Я. Брей, В.В. |
| title_short |
Синтез мезопористого глинозему на основі ізопропілату алюмінію |
| title_full |
Синтез мезопористого глинозему на основі ізопропілату алюмінію |
| title_fullStr |
Синтез мезопористого глинозему на основі ізопропілату алюмінію |
| title_full_unstemmed |
Синтез мезопористого глинозему на основі ізопропілату алюмінію |
| title_sort |
синтез мезопористого глинозему на основі ізопропілату алюмінію |
| author |
Жуков, Г.І. Лебода, Р. Скубішевська-Зємба, Я. Брей, В.В. |
| author_facet |
Жуков, Г.І. Лебода, Р. Скубішевська-Зємба, Я. Брей, В.В. |
| publishDate |
2005 |
| language |
Ukrainian |
| publisher |
Інститут бiоорганiчної хiмiї та нафтохiмiї НАН України |
| format |
Article |
| title_alt |
Синтез мезопористого глинозема на основе изопропилата алюминия Mesoporous alumina synthesis on the basis of aluminium isopropylate |
| description |
Досліджено особливості темплатного і безтемплатного синтезів мезопористого оксиду алюмінію. Показано, що на основі ізопропілату алюмінію без застосування темплатів можна одержувати зразки аморфного Al2O3 з діаметром пор 7–20 нм, питомою поверхнею 350–400 м^2/г і питомим об’ємом пор до 2 см^3/г.
Изучены особенности темплатного и безтемплатного синтезов мезопористого оксида алюминия. Показано, что на основе изопропилата алюминия без применения темплатов можно получать образцы аморфного Al2O3 с диаметром пор 7–20 нм, удельной поверхностью 350–400 м^2/г и удельным объемом пор до 2 см^3/г.
The peculiarities of template and non-template syntheses of mesoporous Al2O3 have been studied. The possibility of preparing the samples of amorphous Al2O3 with pore diameters of 7–20 nm, specific surface of 350–400 m^2/g as well as specific pore volumes up to 2 cm^3/g on the basis of aluminum isopropylate without using the templates has been shown.
|
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/3773 |
| citation_txt |
Синтез мезопористого глинозему на основі ізопропілату алюмінію / Г.І. Жуков , Р. Лебода , Я. Скубішевська-Зємба , В.В. Брей // Катализ и нефтехимия. — 2005. — № 13. — С. 62-66. — Бібліогр.: 11 назв. — укр. |
| work_keys_str_mv |
AT žukovgí sintezmezoporistogoglinozemunaosnovíízopropílatualûmíníû AT lebodar sintezmezoporistogoglinozemunaosnovíízopropílatualûmíníû AT skubíševsʹkazêmbaâ sintezmezoporistogoglinozemunaosnovíízopropílatualûmíníû AT breivv sintezmezoporistogoglinozemunaosnovíízopropílatualûmíníû AT žukovgí sintezmezoporistogoglinozemanaosnoveizopropilataalûminiâ AT lebodar sintezmezoporistogoglinozemanaosnoveizopropilataalûminiâ AT skubíševsʹkazêmbaâ sintezmezoporistogoglinozemanaosnoveizopropilataalûminiâ AT breivv sintezmezoporistogoglinozemanaosnoveizopropilataalûminiâ AT žukovgí mesoporousaluminasynthesisonthebasisofaluminiumisopropylate AT lebodar mesoporousaluminasynthesisonthebasisofaluminiumisopropylate AT skubíševsʹkazêmbaâ mesoporousaluminasynthesisonthebasisofaluminiumisopropylate AT breivv mesoporousaluminasynthesisonthebasisofaluminiumisopropylate |
| first_indexed |
2025-11-26T14:57:48Z |
| last_indexed |
2025-11-26T14:57:48Z |
| _version_ |
1850627145367289856 |
| fulltext |
62 Катализ и нефтехимия, 2005, №13
УДК 541.182.8 © 2005
Синтез мезопористого глинозему
на основі ізопропілату алюмінію
Г.І. Жукова, Р. Лебодаб, Я. Скубішевська-Зємбаб, В.В. Брейа
аІнститут сорбції та проблем ендоекології НАН України,
Україна, 03164 Київ, вул. Генерала Наумова, 13; факс: 380 (044) 452-93-27
бУніверситет імені Марії Кюрі-Склодовської, хімічний факультет, Польща, Люблін
Досліджено особливості темплатного і безтемплатного синтезів мезопористого оксиду алюмінію. Показа-
но, що на основі ізопропілату алюмінію без застосування темплатів можна одержувати зразки аморфного
Al2O3 з діаметром пор 7–20 нм, питомою поверхнею 350–400 м2/г і питомим об’ємом пор до 2 см3/г.
Оксид алюмінію у різних його модифікаціях знахо-
дить широке застосування у практичному каталізі [1].
Так, його α-модифікація – корунд – відзначається ви-
сокою хімічною і термічною стійкістю і використову-
ється як носій каталізаторів парової конверсії метану.
Хлорований γ-Al2O3 з високою питомою поверхнею
застосовують як низькотемпературний каталізатор ізо-
меризації С5–С6 парафінів. За останні роки значну ува-
гу приділяють синтезу мезопористих оксидних матері-
алів, зокрема глинозему, оскільки діаметр пор в інтер-
валі 2–50 нм забезпечує ефективне проникнення до
активних центрів молекул практично усіх речовин ба-
гатотонного хімічного синтезу [2].
Запропоновані у праці [3] нейтральні темплати на
основі поліефірів відкрили новий напрям синтезу ме-
зопористих оксидних матеріалів із високими однорід-
ністю і впорядкованістю мезопор. При цьому, зокрема,
значно полегшується процес видалення або регенерації
темплатів після синтезу. Найрозвиненішу поверхню
(>1000 м2/г) мають одержані цим методом мезопористі
кремнеземи і багатокомпонентні оксиди на основі SiO2
[4, 5]. У праці [6] повідомляється про синтез мезопори-
стого оксиду алюмінію типу МСМ-41 з питомою по-
верхнею 420–535 м2/г, об’ємом і розмірами мезопор
0,21–0,68 см3/г і 2,4–4,7 нм відповідно. При цьому як
темплати застосовували поліетиленоксиди з алкіл
(С11–С15) і алкілариловими кінцевими групами (торго-
вельні марки “Tergitol”, “Igepol” і “Triton”) та блок-
співполімер поліетиленоксиду з поліпропіленоксидом
(Pluronic 64L). Повідомлялось [7] про синтез зразків
оксиду алюмінію з високою питомою поверхнею (200–
500 м2/г) з використанням темплатів біологічного по-
ходження. Актуальним залишаються пошук більш до-
ступних темплатів, а також розробка безтемплатних
методів синтезу мезопористого оксиду алюмінію.
З цією метою нами було здійснено синтез мезо-
пористого оксиду алюмінію, виходячи з ізопропілату
алюмінію, із застосуванням тетраетиленгліколю,
лапролу і 1,4-бутандіолу. Порівняно з вищезазначе-
ними поліалкіленоксидами ці сполуки зберігають до
них певну структурну подібність і є доступнішими і
дешевшими. Були синтезовані також зразки глино-
зему з октанолом-1 і гексадеканолом-1 як темплата-
ми (контроль).
Матеріал і методи дослідження
Як вихідний був використаний ізопропілат алюмі-
нію (ІПА), синтезований нами за відомими методика-
ми [8], а також препарат фірми “Aldrich” (98 %). ІПА
як основний продукт був перегнаний в межах
tкип= 148÷152 °С за 11 мм. рт. ст. Пропанол-2 марки
"х.ч." (tкип= 81,5–82,0 °С) висушували над свіжекальци-
нованими молекулярними ситами СаА і переганяли.
1,4-Бутандіол марки "х.ч." очищували і висушували
перегонкою у вакуумі (123 °С за 11 мм рт. ст.). Бензол
марки "ч.д.а." висушували над металічним натрієм,
після чого кип’ятили зі зворотним холодильником над
натрієм з невеликою кількістю бензофенону до утво-
рення синього розчину дифенілкетіл-натрію і перега-
няли (tкип = 80,0 °С). Зберігали над металічним натрієм.
Тетраетиленгліколь (препарат фірми “Aldrich”, 99 %),
лапрол (поліпропіленгліколь молекулярною масою
1000 Да), октанол-1 і гексадеканол-1 марки "ч." засто-
совували без додаткової очистки.
Методика синтезу була аналогічна описаній у праці
[6] і полягала у гідролізі ІПА в ізопропанолі з контро-
льованим pH за наявності органічного темплата або без
нього. Реакційну суміш витримували протягом певно-
го часу для дозрівання утвореного алюмогелю, відо-
кремлення, промивання пропанолом-2 і висушування
за 100–120 °C до сталої маси останнього з подальшим
прожарюванням у певному термічному режимі в сере-
довищі аргону, а для зразків з темплатом – також з по-
дальшим випалюванням у кисні до видалення залиш-
ків вуглецю.
ІПА, навіть свіжеперегнаний у рідкому стані, знахо-
диться у вигляді три- і тетрамерів за рахунок утворення
донорно-акцепторних зв’язків між атомами алюмінію і
кисню [9, 10]. З часом процес полімерізації іде далі з
утворенням пента-, гекса- і складніших олігомерів, що
Катализ и нефтехимия, 2005, №13 63
Таблиця 1. Умови синтезу зразків оксиду алюмінію
Темплат Прожарювання Випалювання
Н
ом
ер
зр
аз
ка
Al(OCH(CH3)2)3,
г Наймену-
вання
Кількість,
г (мл)
H2O,
мл
Ізо-
пропа-
нол, мл
τ1,
год
τ2,
год v, τ3, год t1, °С τ4, год t2, °С
1 10,07б – 10 90 3 70 1,88 4 450 – –
2 10,84і – 20 560 3 16 1,88 4 450 – –
3 10,43б – 20 500 3 16 1,88 4 450 – –
4 20,04і – 3,6 450 1 16 1,88 4 450 4 550
5 5,11 4,94 1,35 160 3 16 2,5 3 450 4+4 500
6 5,15а 4,94 1,35 160 3 16 2,5 3 450 4+4 500
7 5,25а (4,36) 1,39 160 1 16 2,5 3 450 4+4 500
8 5,16а 4,92 1,37 160 1 16 2,5 3 450 4+4 500
9 25,03а
Тетра-
етилен-
гліколь
24,98 7,0 300 2 4 2,5 3,33 500 10+3 600
10 10,13 (13,2) 50 1 16 2,5 3,33 500 4 500
11 25,11а (66,0) 125 1 35 1,67 5+10 500 3+1 600
12 15,07
1,4-
бутандол
(19,6) 4,0 125 1 75 1,19 7 500 2+1 600
13 10,06 Лапрол 10,01 26,6 550 1 16 2,5 3,33 500 3+3 500
14 10,43 C8H17OH (0,807) 1,84 300 1 16 2,78 3 500 – –
15 15,59 C16H33OH 1,85 2,75 325 1 16 2,78 3 500 – –
Примітка. τ1 – час перемішування реакційної суміші; τ2 – час дозрівання алюмогелю; τ3 – час прожарювання в інерт-
ному середовищі; τ4 – час випалювання у середовищі повітря і кисню; v – швидкість підвищення температури (°С/хв);
t1 – максимальна температура прожарювання; t2 – температура випалювання; а – препарат фірми “Aldrich”; б – попере-
днє кип’ятіння розчинів Al(OC3H7)3 в бензолі протягом 1 год; і – попереднє кип’ятіння розчинів Al(OC3H7)3 в ізопропа-
нолі (1 г).
призводить до кристалізації препарату. Цей процес
поглиблюється під час кип'ятіння розчинів ІПА у спир-
тах і навпаки, кип’ятіння його розчинів у ароматичних
вуглеводнях ”омолоджує” препарат, спричинює його
дисоціацію до низькомолекулярних форм [10]. Тому з
метою з'ясування впливу ступеня олігомеризації вихі-
дного ІПА на пористу структуру глинозему у разі його
безтемплатного синтезу, застосовували попереднє
кип’ятіння розчинів Al(OC3H7)3 в ізопропанолі і бензо-
лі. У цьому разі варіювали також вміст води і темплата.
В табл. 1 наведено умови безтемплатного і темплатно-
го синтезів зразків оксиду алюмінію.
Ізотерми адсорбції азоту на одержаних зразках
Al2O3 були зняті з використанням установки ASAP
2010 (“Micromeritics Instrument Corporation”), їх питому
поверхню також визначали за термодесорбцією арго-
ну. Ізотерми адсорбції метанолу одержані за 23 °C на
гравіметричній установці. Дериватограми синтезованих
зразків знімали на дериватографі Q-1500 (Угорщина), а
їх рентгенограми – на дифрактометрі ДРОН-УМ1.
Результати дослідження та їх обговорення
На рисунку (а–е) наведено ізотерми адсорбції азоту
і метанолу та розподілення пор за розмірами для де-
яких синтезованих зразків глинозему. Розподіл пор за
діаметрами з десорбційних гілок ізотерм адсорбції азо-
ту було розраховано за методом Баррета–Джойнера–
Халенди [11]. З десорбційних гілок ізотерм адсорбції
метанолу за формулою Кельвіна було оцінено розподі-
лення кор за їх радіусами (табл. 2). У табл. 2 також на-
ведено величини середніх діаметрів пор за азотом і
метанолом, які розраховано за формулою D = 4V/S, та
подано найімовірніші розміри пор, що відповідають
максимумам на кривих розподілення.
Як видно з табл. 2, отримані зразки глинозему від-
значаються досить високими значеннями питомої по-
верхні (300–450 м2/г) та об’єму пор (0,6–2,5 см3/г), що
залишаються на цьому рівні після кальцинування за
500–600 °С протягом 4 год і більше. Найімовірніші та
середні діаметри пор зразків (3,0–24,4 нм) знаходилися
у загальновизнаному для мезопор діапазоні. З даних
табл. 2 видно, що застосування гліколів і спиртів як
темплатів істотно не впливає на питому поверхню,
об’єм і діаметр пор. Для зразків 1, 3, 4, 9, 10 і 13–15
встановлено наявність мікропористості, у зразків 2, 7,
11, 12 вона відсутня.
Для безтемплатних зразків 1 і 3, одержаних з попе-
реднім кип’ятінням Al(OC3H7)3 в бензолі, кількість во-
ди, взятої для реакції гідролізу, мало впливала на об’єм
пор одержаних зразків Al2O3, а також на розподілення
їхніх пор за розмірами (табл. 1, 2). Ізотерми адсорбції
азоту для зразків 1 і 3 майже подібні, як і криві розподі-
лу пор за діаметром, що охоплюють весь інтервал мезо-
пор з максимумами відповідно при 24,5 і 21,2 нм і неве-
ликими плечами при 41 нм. Розбавлення реакційної
суміші збільшує питому поверхню і сумарний об’єм
пор. Зразки 2 і 4, синтезовані з попереднім кип’ятінням
Al(OC3H7)3 в ізопропанолі, відзначаються меншими
величинами питомої поверхні і сумарного об’єму пор.
64 Катализ и нефтехимия, 2005, №13
Таблиця 2. Питома поверхня (S), об’єм (V), найімовірні-
ший (Dm) та середній діаметри пор (Da) синтезованих зра-
зків Al2O3 після кальцинування за таких температур:
S, м2/г V, см3/г Dm (Da), нм
Н
ом
ер
Тем-
плат
t, °С
за
Ar
за N2
(БЕТ)
за
N2
за
CH3OH
за
N2
за
CH3OH
1. – 450 375 360 2,02 – (22,4) –
2. – 450 300 305 0,94 0,80 7,2
(12.3)
6,4
(10,9)
3. – 450 425 420 2,48 – 21,5
(23,7)
–
4. – 550 300 315 1,28 – 9,8
(16,2)
–
5. 500 280 – – 0,78 – 7,6
(10,9)
6. 500 380 – – 0,91 – 4,4
(9,7)
7. 500 376 315 0,67 0,70 4,9
(8,6)
5,6
(7,8)
8. 500 425 – – 0,64 – 4,0
(6,8)
9. Те
тр
ае
ти
ле
нг
лі
ко
ль
600 376 430 0,90 – 6,2
(8,4)
–
10. 500 440 380 0,91 0,95 6,8
(9,5)
13,0
(8,6)
11. 600 267 375 0,60 – 4,6
(6,3)
–
12. 1,
4-
бу
та
нд
іо
л
600 350 365 0,62 – 4,8
(6,8)
–
13. Лапрол 500 343 375 2,29 1,10 11,8
(24,4)
6,6
(10,3)
14. C8H17OH 500 240 295 1,18 – 10,6
(15,4)
–
15. C16H33OH 500 290 375 1,19 – 8,8
(12,7)
–
Розподілення їхніх пор за розмірами сильно зале-
жить від кількості взятої для гідролізу води, а також від
умов синтезу. На кривій розподілення пор зразка 2, для
синтезу якого вода була взята у великому надлишку,
крім вузького піка при 6,6 нм, що відповідає найімові-
рнішому діаметру пор, спостерігали ще два менших і
широких піки при 16,5 і 34,1 нм. Для зразка 4, співвід-
ношення Al(OC3H7)3 : H2O у якому становило 1:2 (не-
достача за стехіометрією), розподілення пор за розмі-
рами вужче, унімодальне, з максимумом, що відпові-
дає найімовірнішому діаметру пор 9,8 нм; об’єм пор
значно більший, ніж для зразка 2, а питомі поверхні
практично однакові. При порівнянні результатів, оде-
ржаних з ізотерм адсорбції азоту і метанолу для зразка
2, зазначено практичний збіг величин питомої поверхні
між собою, але значну різницю у величинах питомого
об’єму пор. Це може бути пояснено різницею розмірів
і полярностей молекул N2 і CH3OH.
Синтез зразків 5–9 із застосуванням тетраетиленг-
ліколю проводили за стехіометричного співвідношен-
ня Al(OC3H7)3 : ТЕГ : H2O = 1:1:3, варіювали концент-
рацію розчинів ІПА, його загальну кількість, а також
режим термічної обробки. Зразок 5 одержано з синте-
зованого нами препарату, всі інші – з препарату фірми
“Aldrich”. Зразки 5–9 характеризувалися досить вузь-
ким розподіленням пор за радіусами. Питомі об’єми
пор цих зразків знаходилися в межах 0,6–0,9 см3/г. Зра-
зок 9 відзначався високими питомою поверхнею (430
м2/г за азотом) і термічною стійкістю (600 °С). Слід
відзначити різницю у розмірах пор, одержаних з ізо-
терм адсорбції азоту і метанолу для зразка 7 (рис. 1, в,
г): найімовірніший діаметр пор за азотом (4,9 нм) ви-
ходить навіть меншим за найімовірніший діаметр кор
за метанолом (5,4 нм), за однакового характеру розпо-
ділу за азотом і метанолом, що засвідчує здатність
менших за розміром молекул азоту проникати у вужчі
пори, куди не можуть проникнути молекули метанолу.
Цікавою є також наявність гістерезису в області низь-
ких тисків на ізотермі адсорбції азоту для цього зразка,
що характерно в основному для полярних сорбтивів
[11] і спостерігалося на ізотермах адсорбції метанолу
всіх одержаних зразків.
Для синтезу з 1,4-бутандіолом (як темплат) (зразки
10–12) характерним є випадіння малорозчинного у
пропанолі-2 комплексу ІПА з 1,4-бутандіолом на пер-
шій стадії реакції у стехіометричному співвідношенні
1:3. Це підтверджується даними термогравіметрії. У
разі зразків 10 і 11 гідроліз не проводили спеціально, а
продукт гідролізували у процесі його промивання і
висушування на повітрі. Для зразка 12 гідроліз прово-
дили стехіометричною кількістю води. Після випалю-
вання у струмені кисню при 500 °C протягом 4 год зра-
зка 10 одержано матеріал з високими значеннями пи-
томої поверхні (440 м2/г ) і об’єму пор (0,98 см3/г )
(табл. 2). Підвищення температури термічної обробки
до 600 °C (зразки 11–12) значно зменшило питому по-
верхню (до 360 м2/г) і об’єм пор (до 0,6 см3/г). Макси-
муми на кривих розподілення пор за діаметрами для
зразків 10–12 відповідають 6,6; 4,2 і 4,6 нм (за азотом).
Синтез із лапролом (як темплатом) проводили з
десятиразовим надлишком води. Гарячий розчин ІПА з
лапролом з розрахунку 3–4 функціональних групи
(ефірних і спиртових) на 1 атом алюмінію приливали
до спиртового розчину води. Після випалювання у
струмені кисню при 500 °C протягом 4 год зразка 13
отримано матеріал з досить великими питомою поверх-
нею (375 м2/г ) і об’ємом пор (2,39 см3/г).
Як зазначалося, синтез з вищими жирними спир-
тами (як темплатами) проводили як контрольний, де
контрольованим параметром була довжина алкільно-
го ланцюга, при стехіометричному співвідношенні
Al(OC3H7)3 : ROH : H2O = 1 : 0,1 : 2. Синтезовані зразки
14 і 15 мали досить високі питомі поверхні й об’єми
пор (табл. 2). Максимуми на кривих розподілення пор
за діаметрами для цих зразків відповідають 11,5 і
8,8 нм (за азотом), що зовсім не корелює з довжиною
алкільного ланцюга темплатів. Це може засвідчувати,
що міцелоутворення в умовах синтезу не відбулося.
Катализ и нефтехимия, 2005, №13 65
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
=д“%!Kц,
де“%!Kц,
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
δV
p/δ
D
, в
ід
н.
од
.
D, нм
десорбція
V p,
см
3 /г
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
1,1
1,2
1,3
1,4
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
1,1
1,2
1,3
1,4
0 10 20 30 40 50 60
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
δV
p/δ
D
, в
ід
н.
од
.
D, нм
десорбція
а б
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
δV
p/δ
D
, в
ід
н.
од
.
D, нм
десорбція
V p,
см
3 /г
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0 1 2 3 4 5 6
0,00
0,05
0,10
0,15
0,20
0,25
dV
p/
dR
k,
в
ід
н.
од
.
Rk, нм
десорбція
в г
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
0 10 20 30 40 50 60
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
δV
p/δ
D,
в
ід
н.
од
.
D, нм
десорбція
V p,
см
3 /г
P/P0
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
0 10 20 30 40 50 60
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
1,1
1,2
1,3
δV
p/δ
D
, в
ід
н.
од
.
D, нм
десорбція
P/P0
д е
Ізотерми адсорбції азоту на зразках Al2O3: а – 3; б – 4; в – 7; д – 9; е – 13. г – метанолу на зразку 7
66 Катализ и нефтехимия, 2005, №13
Рентгенограми усіх синтезованих глиноземів не ви-
являли чіткої кристалічної структури після прожарю-
вання зразків при 500–550 °С. Відсутність рефлексів на
малих кутах засвідчує невпорядкованість і неоднорід-
ність мезопор.
Термічний розклад висушених до сталої маси при
110 °С алюмогелів було досліджено термогравіметри-
чно для зразків 3, 7, 12 і 13 в інтервалі температур
25–1000 °С за швидкості нагрівання 10 °С/хв. Для без-
темплатного зразка 3 на кривій DTG спостерігали два
максимуми при 100 і 430 °С, яким відповідали ендотер-
мічні піки на кривій DTА, що узгоджується з втратою
1,0 і 2,5 молів (сумарно) води на 1 моль Al2O3. Остаточ-
но вода поступово видалялася під час нагрівання до
1000 °С.
Отже, розроблена безтемплатна методика синтезу
глинозему на основі ІПА та ізопропілового спирту дає
змогу одержувати аморфні мезопористі зразки Al2O3 з
діаметром пор в інтервалі 7–20 нм і об’ємом пор до
2,0 см3/г.
Робота виконана в рамках українсько-польського
проекту за фінансової підтримки Міністерства осві-
ти і науки України.
1. Tanabe K., Holderich W.F., Appl. Catal. A.:
General, 1999, 181, 399.
2. Trong On D., Desplantier-Giscard D., Danumah C.,
Kaliaguine S., Ibid, 2001, 222, 299.
3. Attard G.S., Jglyde. C., Goltner C.G., Nature, 1995,
378, 366.
4. Tanev P.T., Pinnavaia T.J., Science, 1995, 267,
865.
5. Pinnavaia T.J., Bagshaw S.A., Unit. States Patent 5,
622, 684.
6. Bagshaw S.A., Pinnavaia T.J., Angew. Chem. Int.,
Ed. Engi, 1996, 35, 1102.
7. Muller U., Ruetz R., Unit. States Patent 5, 911,
966 .
8. Органикум, Москва, Мир, 1979, Т.2.
9. Пенкось Р., Успехи химии, 1968, 37, 647.
10. Турова Н.Я., Козунов В.А., Яновский А.И., Ко-
ординац. химия, 1978, 4, 1517.
11. Грег C., Синг K., Адсорбция, удельная поверх-
ность, пористость, Москва, Мир, 1984.
Надійшла до редакції 07.09.2004 р.
Синтез мезопористого глинозема на основе
изопропилата алюминия
Г.И. Жукова, Р. Лебодаб, Я. Скубишевска-Зембаб, В.В. Брейа
аИнститут сорбции и проблем эндоэкологии НАН Украины,
Украина, 03164 Киев, ул. Генерала Наумова, 13; факс: 380 (044) 452-93-27
бУниверситет имени Марии Кюри-Склодовской, химический факультет, Польша, Люблин
Изучены особенности темплатного и безтемплатного синтезов мезопористого оксида алюминия. Пока-
зано, что на основе изопропилата алюминия без применения темплатов можно получать образцы амо-
рфного Al2O3 с диаметром пор 7–20 нм, удельной поверхностью 350–400 м2/г и удельным объемом пор
до 2 см3/г.
Mesoporous alumina synthesis on the basis
of aluminium isopropylate
G.I. Zhukovа, R. Lebodab, J. Skubiszewska-Zembab, V.V. Breiа
aInstitute of Sorbtion and Problems of Endoecology of NAS of Ukraine,
Ukraine, 03164, Kyiv-164, General Naumov Str., 13, Fax:380 (044) 452-93-27
bFaculty of Chemistry, Maria Curie-Sklodowska University, Lublin, Poland
The peculiarities of template and non-template syntheses of mesoporous Al2O3 have been studied. The possibil-
ity of preparing the samples of amorphous Al2O3 with pore diameters of 7–20 nm, specific surface of 350–400
m2/g as well as specific pore volumes up to 2 cm3/g on the basis of aluminum isopropylate without using the
templates has been shown.
|