ОДЕРЖАННЯ ТА ДОСЛІДЖЕННЯ КАТАЛІТИЧНОЇ СИСТЕМИ xAlPO4·yCu3(PO4)2
DOI:
https://doi.org/10.24144/2414-0260.2024.2.83-91Ключові слова:
каталітичні системи; складні оксиди; гетерогенний каталіз; фосфати; окиснення; н-алкани; рентгенівський фазовий аналіз, диференційний термічний аналіз.Анотація
Синтезовано індивідуальні ортофосфатні каталізатори AlPO4 і Cu3(PO4)2. Розроблено нову методику синтезу й одержано нову складну алюміній-купрум (ІІ) ортофосфатну каталітичну систему типу xAlPO4·yCu3(PO4)2 на їх основі (К-1‒К-7), яка володіє прогнозованими фізико-хімічними властивостями. Вміст обох ортофосфатів у структурі каталізаторів змінюється в інтервалі 0.5–99.5 мас. %. При кінцевій температурі термообробки (700 оС) всі синтезовані складні каталізатори К-1‒К-7 є рентгенокристалічними. Процес термічної обробки каталізаторів сприяє їх поступовій дегідратації та виділенню води зі структури зразків, а також виникненню характерних ендотермічних ефектів при відповідних температурах. При високих температурах термообробки (біля 500 оС) у синтезованих зразках К-1‒К-7 спостерігаються процеси кристалізації структур. Нагрівання всіх зразків складної каталітичної ортофосфатної системи типу xAlPO4.yCu3(PO4)2 при температурах вище 700 оС призводить до їх повної дегідратації та утворення безводних солей. Можна прогнозувати, що синтезовані нові складні оксидні каталітичні гетерогенні системи типу xAlPO4.yCu3(PO4)2 виявлятимуть покращені як кислотні властивості поверхні, так і каталітичні параметри: активність та селективність в реакціях парціального окиснення н-алканів у цінні продукти.
Посилання
Gomonaj V., Toulhoat H. Selective Oxidation of Methane to Formaldehyde Catalyzed by Phosphates: Kinetic Description by Bond Strengths and Specific Total Acidities. ACS Catal. 2018, 8(9), 8263‒8272. Doi: 10.1021/acscatal.8b02629.
Golub N.P. Zakonomirnosti katality`chnogo oky`snennya etanu na ky`slotny`x katalizatorax: Avtoref. dys. … kand. xim. nauk: 02.00.04, KNU im. Tarasa Shevchenka. Kyiv, Ukrayina, 1996. (in Ukr.).
Golub N.P., Golub Ye.O., Kozma A.A., Kuznietsova A.O., Hurch A.V. ICh-spektroskopichnyi analiz skladnoho oksydnoho katalizatora 50%Cu3(PO4)2•50%Ni3(PO4)2. Nauk. visnyk Uzhhorodskoho un-tu. Seriia «Khimiia». 2022, 2(48), 95–99. Doi: 10.24144/2414-0260.2022.2.95-99 (in Ukr.).
Kozma A., Golub N., Golub Ye., Sidey V., Solomon A., Kuznietsova A., Herneshii Ya. Thermodynamic and thermochemical properties of Cu3(PO4)2·3H2O. Chemija, 2023, 34(1), 19‒31. Doi: 10.6001/chemija.2023.34.1.3
Barchij I.Ye., Peresh Ye.Yu., Rizak V.M., Xudolij V.O. Geterogenni rivnovagy: Navchal`ny`j posibny`k. Uzhgorod: VAT V-vo “Zakarpattya”, 2003. S. 209. (in Ukr.).
Nolze G., Kraus W. POWDERCELL 2.0 for Windows. Powder Diffr. 1998, 13(4), 255‒259. Doi: 10.1017/S0885715600020844.
Holland T.J.B., Redfern S.A.T. UNITСELL a nonlinear least-squares program for cell-parameter refinement and implementing regression and deletion diagnostics. J. Appl. Crystallogr. 1997, 30(1), 84. Doi: 10.1107/S0021889896011673.
Poulet G., Sautet P., Tuel A. Structure of hydrated microporous alumino-phosphates: static and molecular dynamics approaches of AlPO4-34 from first-principles calculations. J. Phys. Chem. B, 2002, 106, 8599‒8608. Doi: 10.1021/jp020533p.
Ng H.N., Calvo C. X-ray study of the alpha-beta transformation o Berlinite AlPO4. Canad. J. Phys. 1976, 54, 638‒647. Doi: 10.1139/p76-070.
Shoemaker G.L., Anderson J.B., Kostiner E.K. Copper (II) phosphate. Acta Cryst. B, 1977, 33, 2969‒2972. Doi: 10.1107/S0567740877010012.
Royen P., Brenneis H. Darstellung einiger wasserfreier Cu-Phosphate. Naturwissenschaften, 1963, 16, 547. Doi: 10.1007/BF00623582.
Chen M., Zhang G., Jiang Y., Yin K., Zhang L., Li H., Hao J. Fullerene-Directed Synthesis of Flowerlike Cu3(PO4)2 Crystals for Efficient Photocatalytic Degradation of Dyes. Langmuir, 2019, 35, 8806‒8815. Doi: 10.1021/acs.langmuir.9b00193.
Golub N., Gomonay V., Gomonay P., Szekeresh K. Synthesis and Modification of Catalysts of the Partial Oxidation of n-Alkanes. Adsorp. Sci. Technol. 1999, 17(5), 403‒406. Doi: 10.1177/026361749901700505.
Gomonaj V.I. Shlyaxy` parcial`nogo peretvorennya C1-C4 vuglevodniv. Nauk. visnyk Uzhhorodskoho un-tu. Seriia «Khimiia». 1997, 2, 81‒86. (in Ukr.).
Tsong-Jen Yang, Lunsford J.H. The role of O-2 ions in the oxidative dehydrogenation of ethane over mobibdenum oxide supported on silicagel. J. Catal. 1980, 2, 505–509. Doi: 10.1016/0021-9517(80)90107-4.
Otsuka K., Said A.-A.A. Role of lattice oxygen atoms in partial oxidations of metane, ethane and ethylene over samarium oxigens. Inorg. Chim. Acta, 1987, 132(1), 123–128. Doi: 10.1016/S0020-1693(00)84001-3.
