Стабильность - цеолит
Cтраница 3
Одной из наиболее важных причин, препятствующих широкому использованию цеолитов, является их недостаточная устойчивость к действию кислот. Эта особенность цеолитов неоднократно обсуждалась в литературе, но детально стабильность цеолитов в кислой среде начали изучать сравнительно недавно. Авторы ряда работ не учитывали возможность разрушения цеолитов, поэтому при интерпретации большинства литературных данных следует проявлять известную осторожность. В работе [3] говорится, что при использовании цеолитов как ионообменников они недостаточно химически стабильны и разрушаются в слабокислых ( рН6 5) и слабощелочных ( рН8 0) растворах. Авторы работы [11] указывают, что морденит является уникальным ионообменником, работающим при любом рН, причем обмен на дву - и трехзарядные катионы ( Mg2, Ba2, А13) не вызывает изменения кристаллической структуры исходного образца. [31]
По сравнению с составляющими компонентами сложная система цеолит - матрица обладает рядом новых важных свойств, обусловленных взаимодействием и взаимовлиянием этих комло-нентов. Было обнаружено [27], что матрица оказывает синерги-ческое действие на каталитическую стабильность цеолита при термопаровой обработке. [32]
 |
Характеристика цеолитсодержащих катализаторов до и после термообработки. [33] |
Приведенные данные показывают, что в результате термопа-роврй обработки эффективность катализатора АШНЦ-З и особенно ЦЕОКАР-2 увеличивается, а катализатор АШНЦ-6 не чувствителен к действию пара в этих условиях. Установлено, что активность кислотного центра цеолита типа Y в 4 - 6 раз больше, чем цеолита типа X. Стабильность цеолитов возрастает по мере увеличения степени ионного обмена натрия на редкоземельные элементы, кальций, магний или другой трех - или двухвалентный металл. [34]
При 600 С цеолит весьма чувствителен даже к небольшим количествам паров воды. Природа обменного катиона оказывает существенное влияние на стабильность цеолита. Литиевая форма ведет себя так же, как натриевая, в то время как цезий, степень обмена которого не может превышать 30 %, увеличивает стабильность цеолита. Аналогично обмен на калий, после того как была достигнута степень обмена, равная 40 %, приводит к росту гидротермальной стабильности. Обмен на двухвалентные катионы кальций, магний и стронций повышает гидротермальную стабильность, причем магний вызывает наибольший эффект. Замечено, что с увеличением ионного радиуса двухвалентного катиона стабильность падает. Эти результаты, по-видимому, подтверждаются рентгенографическими исследованиями обработанных паром катионообменных форм цеолитов. Электронные микрофотографии согласуются с концепцией, согласно которой разрушение структуры распространяется с поверхности внутрь кристалла. Разрушение кристалла, вероятно, протекает по механизму расслаивания: путем отделения внешних слоев кристалла. За пределами определенного уровня обмена катион уже не повышает устойчивость цеолитов к действию паров воды; так, при высоких уровнях обмена наблюдается только весьма небольшое увеличение стабильности. [35]
В разных областях науки и техники в понятие стабильность вкладывается разный смысл, поэтому довольно трудно дать точное ее определение. Более того, цеолитами по традиции называют столь разные вещества, что и в этом случае невозможно дать точное определение. Тем не менее иметь представление о том, что такое стабильность цеолитов, необходимо, особенно если вам еще только предстоит работать с цеолитами. Поэтому мы рассмотрим некоторые характерные свойства типичных цеолитов и связь этих свойств со стабильностью цеолитов, обобщим влияние разных факторов и обсудим некоторые работы, посвященные этому вопросу. [36]
Применительно к цеолитам представление о поверхностной энергии становится не вполне ясным из-за наличия внешней и внутренней поверхностей. Кроме того, трудно определить, что такое кривизна поверхности, от которой зависит поверхностная энергия. Хотя провести точные математические расчеты достаточно сложно, предполагается, что размер кристаллов может оказывать влияние на стабильность цеолитов, когда эти кристаллы приближаются по величине к коллоидным частицам. [37]
Обычно стабильность цеолитов изучают те исследователи, которые интересуются их применением. Они принимают, что синтезированные образцы полностью кристалличны. Однако для химика-синтетика наибольший интерес представляет поведение цеолита в процессе его кристаллизации и взаимодействие его с той средой, в которой он образуется. Стабильность цеолитов влияет на чистоту получаемых цеолитов и возможные пути синтеза новых типов цеолитов. [38]
Цеолиты со структурой фожазита [1] теряют большую часть воды примерно при 400 С, но сильно поляризующие катионы прочно удерживают последние молекулы. Термическое разрушение цеолита NaX происходит при температуре около 760 С, цеолита NaY - в интервале 760 - 800 С, а ультрастабильных образцов - выше 1000 С. Увеличение соотношения Si / Al обычно повышает стабильность. Редкоземельные катионы повышают стабильность цеолитов X и Y, по-видимому, в результате образования комплексов в содалитовых ячейках. Ионы Са и Sr понижают стабильность. [39]
 |
Характеристика алюмосиликатного и цеолитсодержащего катализаторов. [40] |
Этот процесс непрерывносовер-шенствуется: увеличивается мощность установок по сырью, алюмо-силикатные катализаторы заменяются цеолитами. При крекинге нефтяного сырья в присутствии цеолитов увеличиваются глубина превращения сырья, выход бензина и изобутана, несколько улучшается качество бензина. Из-за более высокой активности и стабильности цеолитов по сравнению с алю-мосиликатным катализатором расход их значительно меньше. [41]
 |
Характеристика алюмосиликатного и цеолитсодержащего катализаторов. [42] |
Этот процесс непрерывно совер - шенствуется: увеличивается мощность установок по сырью, алюмо-силикатные катализаторы заменяются цеолитами. При крекинге нефтяного сырья в присутствии цеолитов увеличиваются глубина превращения сырья, вьгход бензина и изобутана, несколько улучшается качество бензина. Из-за более высокой активности и стабильности цеолитов по сравнению с алю-мосиликатным катализатором расход их значительно меньше. [43]
В разных областях науки и техники в понятие стабильность вкладывается разный смысл, поэтому довольно трудно дать точное ее определение. Более того, цеолитами по традиции называют столь разные вещества, что и в этом случае невозможно дать точное определение. Тем не менее иметь представление о том, что такое стабильность цеолитов, необходимо, особенно если вам еще только предстоит работать с цеолитами. Поэтому мы рассмотрим некоторые характерные свойства типичных цеолитов и связь этих свойств со стабильностью цеолитов, обобщим влияние разных факторов и обсудим некоторые работы, посвященные этому вопросу. [44]
При 600 С цеолит весьма чувствителен даже к небольшим количествам паров воды. Природа обменного катиона оказывает существенное влияние на стабильность цеолита. Литиевая форма ведет себя так же, как натриевая, в то время как цезий, степень обмена которого не может превышать 30 %, увеличивает стабильность цеолита. Аналогично обмен на калий, после того как была достигнута степень обмена, равная 40 %, приводит к росту гидротермальной стабильности. Обмен на двухвалентные катионы кальций, магний и стронций повышает гидротермальную стабильность, причем магний вызывает наибольший эффект. Замечено, что с увеличением ионного радиуса двухвалентного катиона стабильность падает. Эти результаты, по-видимому, подтверждаются рентгенографическими исследованиями обработанных паром катионообменных форм цеолитов. Электронные микрофотографии согласуются с концепцией, согласно которой разрушение структуры распространяется с поверхности внутрь кристалла. Разрушение кристалла, вероятно, протекает по механизму расслаивания: путем отделения внешних слоев кристалла. За пределами определенного уровня обмена катион уже не повышает устойчивость цеолитов к действию паров воды; так, при высоких уровнях обмена наблюдается только весьма небольшое увеличение стабильности. [45]
Страницы: 1 2 3 4