В книге обобщены преимущественно результаты работ автора по ИК-спектроскопическому исследованию химии поверхности простых и сложных окисных катализаторов. Значительное внимание уделено спектральному проявлению активных центров на поверхности окислов — гид-роксильных групп, координационно ненасыщенных катионов, кислорода поверхности и установлению характера взаимодействия этих центров с простыми молекулами. Подробно рассмотрен метод тестирования валентного и координационного состояний катионов на поверхности окислов по адсорбции молекул-зондов. С использованием концепции об определяющей роли влияния центров поверхности на характер адсорбции молекул систематизированы и классифицированы данные о взаимодействии СО, N0, аммиака, метанола и олефинов с поверхностью окислов переходных элементов и некоторых композиций на их основе. Изучены природа и спектральные проявления образующихся комплексов и направление их превращений. На конкретных примерах реакций окисления окиси углерода, конверсии СО, окисления олефинов, спиртов и альдегидов показаны возможности ИК-спектроскотш в установлении детального механизма гетерогенных каталитических реакций, включая стадии, протекающие на поверхности.
Монография может быть полезна специалистам, работающим в области физикохимии поверхности и поверхностных явлений, адсорбции и гетерогенного катализа.
Табл. 33. Ил. 95. Библиогр. 443.
Рецензенты: В. Д. СОКОЛОВСКИЙ, Г. Д. ЧУКИН
ОГЛАВЛЕНИЕ
Список обозначений и сокращений................. 3
Введение.............................. 4
Литература........................ 8
Глава 1. Природа центров поверхности окислов........... 10
§ 1. Спектральные проявления поверхности окислов .... 12
1.1. Колебания связей металл — кислород на поверхности окислов................... 13
1.2. Молекулярные формы адсорбированного кислорода 24
1.3. Поверхностные гидроксильные группы....... 29
§ 2. Установление природы центров поверхности и их химических свойств по адсорбции простых молекул .... 31
2.1. Адсорбция аммиака................ 32
2.1.1. Льюисовские кислотные центры (координационно ненасыщенные катионы металлов на поверхности) ................... 34
2.1.2. Бренстедовские кислотные центры...... 39
2.2. Адсорбция окиси углерода............ 44
2.2.1. Спектральная идентификация карбонатно-кар-боксилатных соединений.......... —
2.2.2. Реакционная способность кислорода на поверхности окислов............... 46
2.2.3. Взаимодействие окиси углерода с поверхностными гидроксильными группами...... 53
2.2.4. Взаимодействие окиси углерода с катионами поверхности................ 55
2.3. Адсорбция окиси азота.............. 61
§ 3. Заключение...................... 64
Литература........................ 66
Глава 2. Изучение состояния катионов на поверхности окисных катализаторов методом ИК-спектроскопии адсорбированных молекул-тестов СО и NO..................... 71
§ 1. Влияние валентного и координационного состояний катионов на спектральные проявления адсорбированных молекул СО и N0................... 72
1.1. Медьсодержащие катализаторы.......... —
1.1.1. Ионы Cu2+ на поверхности медьсодержащих катализаторов ................ 72
1.1.2. Восстановленные центры на поверхности медьсодержащих катализаторов......... 77
1.2. Никельсодержащие катализаторы......... 84
1.2.1. Адсорбция N0 и СО на окисленных катализаторах.................... —
1.2.2. Восстановленные центры на поверхности ни-кельсодержащих катализаторов....... 87
1.3. Палладийсодержащие катализаторы........ 88
1.3.1. Адсорбция СО на палладийсодержащих катализаторах.................' —
1.3.2. Адсорбция N0 на палладийсодержащих катализаторах ................. 93
1.4. Железосодержащие катализаторы......... 98
1.5. Алюминийсодержащие катализаторы........ 102
1.6. Ванадийсодержащие катализаторы......... 103
§ 2. Влияние состояния центров адсорбции на частоту валентного колебания адсорбированной СО и проблема тестирования состояния катионов на поверхности окисных катализаторов ...................... 105
§ 3. Установление фазового состава системы на поверхности носителей по исследованию ИК-спектров адсорбированных
молекул-тестов.................... 119
§ 4. Исследование состояния палладия на поверхности Pd/Al203
в реакции окисления окиси углерода........ 122
§ 5. Заключение....................... 123
Литература........................ 127
Глава 3. Комплексообразование олефинов на поверхности окислов ... 135
§ 1. Комплексообразование с катионами........... 137
1.1. я-комплексы................... 138
1.2,Аллильные комплексы............... 149
§ 2. Комплексообразование с ОН-группами......... 153
§ 3. Комплексообразование олефинов с кислородом поверхности 155
3.1. Образование водородных связей.......... —
3.2. Образование офироподобных соединений с олефино-
вой связью................... —•
3.3. Образование соединений карбоксилатною типа 156
§ 4. Поверхностные соединения олефинов на некоторых окис~
ных катализаторах . . .,............. 159
4.1. Окись алюминия..........,...... —
* 4.2. Двуокись титана................. 160
4.3. Ванадийсодержащие катализаторы......... 161
4.4. Cr203, Mn02, Co3O4, NiO, Fe203......... 162
4.5. Медьсодержащие катализаторы.......... 164
4.6. Окись цинка................... 167
4.7. Сложные окиспые катализаторы.......... 169
§ 5. Заключение...................... 174
Литература........................ 176
Глава 4. Применение ИК-спектроскошш для исследования механизма
гетерогенных каталитических реакций ............ 1о|-
§ 1. Механизмы реакций с участием окиси углерода .... 183
1.1. Окисление окиси углерода ............
1.2. Конверсия окиси углерода ............ 189
1.3. Восстановление NO окисью углерода ....... 196
§ 2. Механизмы реакций с участием олефинов ....... 202
§ 3. Механизмы окисления кислородсодержащих органических
соединений ..................... • "™
3.1. Окисление акролеина ............... —
3.2. Окисление метанола ............... 219
§ 4. Заключение ...................... 230
Литература ........................ ^**
Заключение
Цена: 150руб.
