Окисный адсорбент
Cтраница 1
Окисные адсорбенты с одинаковой или близкой пористой структурой обладают общими адсорбционными свойствами по нефтяным компонентам. Заметного влияния химии поверхности на адсорбцию этих компонентов не обнаружено, так как разнообразные do химическому составу адсорбенты - силикагели, глинозем, природные и синтетические алюмосиликаты, активированные угли, пористые стекла - адсорбируют такие соединения в том или ином количестве. Общим показателем для различных по природе адсорбентов, является, по-видимому, наличие на их поверхности гидро-ксильных групп, способных образовывать водородные связи, которые могут служить центрами физической адсорбции молекул с про-тонсакцепторными свойствами. Имеющиеся в настоящее время данные пока не позволяют установить прямой связи между природой адсорбента и протонодонорными свойствами расположенных на его поверхности ОН-групп. [1]
Помимо гидроксильных групп на поверхности окисных адсорбентов имеются также другие центры адсорбции, которые могут быть изучены с помощью ИК-спектроскопии. Хотя эти центры не проявляются непосредственно в ИК-спектре, их можно обнаружить и исследовать по тем изменениям, которым подвергаются спектры молекул при адсорбции. [2]
 |
Схема процессов, выведенная из ИК-спектров при дегидратации этанола.| ИК-полоса поверхностной - ОН-группы силикагеля ( микропористое стекло и ее изменение при адсорбции паров анилина. [3] |
Впервые - ОН-группы на поверхности окисных адсорбентов, в данном случае - силикагеле, были обнаружены нами в 1949 г. в обертонной инфракрасной области частот. На рис. 11 приведены полученные почти 20 лет назад спектры, которые в течение последующих лет, вплоть до 1965 г., неоднократно повторно воспроизводились все новыми авторами, остававшимися в неведении о нашей работе. [4]
Помимо гидроксильных групп на поверхности окисных адсорбентов имеются также другие центры адсорбции, которые могут быть изучены с помощью ИК-спектроскопии. Хотя эти центры не проявляются непосредственно в ИК-спектре, их можно обнаружить и исследовать по тем изменениям, которым подвергаются спектры молекул при адсорбции. [5]
Вместе с тем в ИК-спектрах окисных адсорбентов типа Si02, A1203, ТЮ2, ZnO и др. в области около 3760 см 1 найдена острая и интенсивная полоса, соответствующая свободным гидроксильным группам поверхности. Полоса взаимодействующих между собой поверхностных гидроксильных групп приближается к полосе свободных ОН групп со стороны длинных волн в виде сравнительно широкого крыла. [6]
До последнего времени адсорбция неполярных ПАВ на полярных окисных адсорбентах почти не исследовалась, поэтому сведения о структуре и свойствах адсорбционных слоев неионогенных ПАВ на таких поверхностях очень ограничены. [7]
Цеолиты представляют наиболее удобные объекты из всех рассмотренных типов окисных адсорбентов и катализаторов для исследования природы структурных элементов поверхности, ответственных за проявление кислотных свойств. Кристаллическая структура цеолитов, а также возможность изменения химии поверхности цеолитов путем регулирования степени их декатиони-рования позволяют фиксировать гидроксильные группы в определенных частях структуры остова. Как следует из рассмотренных выше работ, спектр таких гидроксильных групп в настоящее время довольно четко интерпретирован. [8]
Двуокись титана является, пожалуй, третьим по важности окисным адсорбентом ( после Si02, A1203 и их смесей), но химия ее поверхности изучалась не столь экстенсивно. [9]
 |
Спектры ЭПР бензохинона ( а и антрахинона ( б, адсорбированных на ZnO. [10] |
Таким образом, по спектрам поглощения и сигналу ЭПР обнаружен перенос электрона с поверхности окисного адсорбента на адсорбированную электроноакцепторную молекулу с образованием ионов и ион-радикалов, которые стабилизируются поверхностью адсорбента в вакуумных условиях. [11]
Во многих работах, посвященных физической адсорбции газовых смесей, представлены данные экспериментальных исследований, проведенных на пористых окисных адсорбентах [1-6], но авторы не пытались изучить влияние структуры адсорбента на адсорбцию газовых смесей. В Институте знергохимии угля и физикохимии сорбентов Горной академии в Кракове были проведены исследования адсорбции смеси С02 Хе на трех образцах окиси алюминия, структуру которых модифицировали термически, а также на непористой окиси алюминия. [12]
Имеется в настоящее время несколько работ, выполненных этим методом, по определению состояния адсорбированных молекул воды на силикатных и окисных адсорбентах. Последняя исчезает при адсорбции НСООН на силикагелях различной функциональной способности ( гель F и гель PNH): спектры б и в в результате образования водородной связи с поверхностью адсорбента. Первый гель обладает дегидратирующими, а второй - дегидрирующими свойствами. Из обоих спектров ( б, в) следует, что при адсорбции на каталитически активных силикагелях специфически затрагивается связь С - Н, причем в различной степени, как это отражается на положении и ширине полосы ПМР его протона. [13]
После распределения соли металла на подложке порошок можно нанести на пластинку из соли или спрессовать в диск, как это описано выше в разделе, посвященном окисным адсорбентам. Хотя некоторое количество порошка и может удерживаться на вертикально расположенной пластинке соли, количество образца, обычно необходимое для получения удовлетворительных спектров, требует горизонтального расположения пластинки. Использование горизонтально расположенной подложки требует внесения изменений в конструкцию спектрометра при помощи системы зеркал так, чтобы ИК-пучок проходил через образец вертикально. Если это сделано, пучок света можно сфокусировать у входной щели спектрометра. Спрессованный в диск порошок можно закрепить в вертикальном положении, кроме того, рассеяние света данным количеством вещества при этом уменьшается по сравнению с тем же количеством вещества в виде порошка. [14]
Появление в спектре окисных адсорбентов полосы поглощения в области 3700 смг1, характерной для валентных колебаний гидроксильных групп ( табл. 31), свидетельствует о наличии их в исследуемой системе. С равным основанием полоса 3700 см-1 может быть отнесена к структурным гидроксильным группам поверхности и объема твердого тела, а также к адсорбированным молекулам воды. Однако если в процессе высокотемпературной откачки адсорбента окажется, что эта полоса сохраняется в спектре в отсутствие полосы деформационных колебаний адсорбированной воды ( 1640 см-1), можно считать установленной принадлежность ее структурным гидроксильным группам. [15]
Страницы: 1 2