ІЧ-СПЕКТРОСКОПІЧНИЙ АНАЛІЗ СКЛАДНИХ КУПРУМ(ІІ)ВМІСНИХ КАТАЛІТИЧНИХ СИСТЕМ
DOI:
https://doi.org/10.24144/2414-0260.2024.2.100-108Ключові слова:
каталіз; каталізатор; каталітичні системи; складні оксиди; гетерогенний каталіз; фосфати; окиснення; н-алкани; вуглеводні; ІЧ-спектроскопія.Анотація
Методом ІЧ-спектроскопічного аналізу досліджені синтезовані 2 індивідуальні ортофосфатні каталізатори AlPO4 і Cu3(PO4)2 та 7 нових складних алюміній-купрум (ІІ) ортофосфатних каталітичних систему типу xAlPO4·yCu3(PO4)2 на їх основі. При цьому вміст обох ортофосфатів в структурі каталізаторів змінюється в інтервалі 0.5–99.5 мас. %. У всій серії повітряно-сухих зразків та прожарених при оптимальній температурі термообробки (600 °С) частоти та інтенсивності смуг поглинання ІЧ-спектрів одержаних каталітичних систем типу xAlPO4·yCu3(PO4)2, характеризуються інтенсивним поглинанням в області валентних коливань ОН-груп молекул води (3610‒3005 см-1). Валентні коливання ОН-груп молекул води, які приймають безпосередню участь в утворенні водневого зв’язку, спостерігаються в області 2380-1880 см-1. Характерними проявами водневого зв’язку в коливальному спектрі Н2О, що входить в структуру синтезованих алюміній-купрум (ІІ) ортофосфатних каталізаторів є низькочастотний зсув, збільшення інтенсивності та розширення смуг валентних коливань її ОН-груп. Водночас в області 1114-400 см-1 спостерігаються валентні та деформаційні коливання ортофосфатного іону РО43-, які яскраво виражені у вигляді чітких смуг поглинання в продуктах дегідратації для всіх синтезованих бінарних каталітичних систем. Спостерігається додаткова координація ортофосфатного аніону з катіонами металів Al3+ та Сu2+. Нагрівання всіх синтезованих ортофосфатних зразків вище 700 °С сприяє їх повній дегідратації й виникненню ІЧ-спектрів, характерних для безводних солей ортофосфатів.
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., 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.
MIRacle Single Reflection: Horizontal ATR Accessory. Installation and User Guide. Madison: PIKE Technologies, 2015.
Nakamoto K. Infrared and Raman Spectra of Inorganic and Coordination Compounds: Theory and Applications in Inorganic Chemistry. 6th edition, New Jersey: John Wiley & Sons, 2009. P 420.
Pechkovskyi V.V., Melnykova R.Ia., Dziuba E.D., Barannykova T.I., Nykanovych M.V. Atlas infrachervonykh spektriv fosfativ. Ortofosfaty. M.: Nauka, 1981. S. 248. (in Ukr).
Golub Ye.O., Golub N.P., Gomonai V.I., Kozma A.A., Barenblat I.O. Doslidzhennia aliumofosfatnykh katalizatoriv ICh-spektroskopichnym metodom. Nauk. visnyk Uzhhorodskoho u-tu. Seriia «Khimiia». 2017, 2(38). 116‒119. (in Ukr).
Gomonaj V.I. Shlyaxy` parcial`nogo peretvorennya C1-C4 vuglevodniv. Nauk. visnyk Uzhhorodskoho un-tu. Seriia «Khimiia». 1997, 2, 81‒86. (in Ukr).
Rui Yao, Herrera J.H., Liang Chen, Ya-Huei Cathy Chin. Generalized Mechanistic Framework for Ethane Dehydrogenation and Oxidative Dehydrogenation on Molybdenum Oxide Catalysts. ACS Catalysis 2020, 10(12), 6952‒6968. Doi: 10.1021/acscatal.0c01073.
Saito H., Sekine Ya. Catalytic conversion of ethane to valuable products through non-oxidative dehydrogenation and dehydroaromatization. RSC Advances. 2020, 36, 21427–21453. Doi: 10.1039/D0RA03365K.
