Cтраница 4
Механические свойства формованных цеолитов в соответствии с ВТУ оцениваются их прочностью по отношению к раздавливанию и истиранию. В связи с этим возникает вопрос: характеризует ли в достаточной мере оценка механической прочности дегидратированного цеолита, предусмотренная ВТУ, его прочность в процессе эксплуатации. Ответ на этот вопрос может быть дан на основании анализа отношения прочности цеолитов и дегидратированном и гидра-тированном состояниях. Если величина этого отношения сохраняет примерно постоянное значение вне зависимости от изменения режимов основных операций технологического процесса производства цеолитов, то предусмотренная ВТУ оценка прочности является достаточной для характеристики их механических свойств. Проведенный анализ большого количества образцов различных форм цеолитов, приготовленных на опытной установке, показал, что отношение прочностей определенной формы цеолита в дегидратированном и гидратированном состояниях изменяется сравнительно в небольших пределах. [46]
Исследовано влияние химического модифицирования на адсорбцию жидких смесей бензол-н-гексан. Недавно разработана новая методика исследования адсорбции из раствора [164], исключающая предварительную адсорбцию воды из воздуха на дегидратированных цеолитах или других специфических адсорбентах. [47]
Восходящие ветви кривых в левой части рис. 4 соответствуют части максвелл-вагнеровскои релаксации и показывают, что электропроводность ( диэлектрические потери при данной частоте пропорциональны электропроводности системы) уменьшается с увеличением содержания воды. Цеолит, в отличие от силикагелей, содержит компенсирующие катионы, слабо связанные с ионами кислорода кристалла, и значительная электропроводность даже дегидратированного цеолита, видимо, обусловлена этими ионами. [48]
Сопоставление с литературными данными, а также анализ параметров спектров ЭПР показывают, что ионы IA соответствуют пентааммиакатам. Таким образом, при адсорбции аммиака на гидратированных образцах происходит максимальное замещение кислородных анионов на молекулы аммиака в координационной сфере иона Сп2 по сравнению с дегидратированными цеолитами, что свидетельствует о более прочном связывании ионов Сп2 с каркасом цеолита в дегидратированных образцах по сравнению с гидратирован-ными. В этом случае после адсорбции аммиака компенсация заряда решетки цеолита осуществляется катионами NH4, а гидроксильные группы вытесняются молекулами аммиака во вторую координационную сферу. [49]
![]() |
Влияние температуры обработки цеолита на начальную скорость изомеризации бу-тена-1. [50] |
Для фожазитов, содержащих ионы переходных элементов, степень дегидратации также является основным фактором их активности в реакциях изомеризации. При небольших ( до 5 %) степенях обмена цеолит CaY, содержащий одну молекулу воды на большую полость, в 35 раз более активен, чем тщательно дегидратированный цеолит. Эти результаты хорошо согласуются со схемой диссоциации молекул воды под действием электростатического поля катионов. [51]
![]() |
Теплоты адсорбции NH3 ческими цеолитами. [52] |
Что касается катионов Са2 в экранированных позициях - кубооктаэдрах и призмах, то в тех случаях, когда под влиянием адсорбирующихся молекул не происходит миграция катионов из этих позиций в большие полости, они остаются недоступными для молекул адсорбата. Такие молекулы ( прежде всего Н2, а также, видимо, молекулы основных компонентов воздуха) могут поэтому служить своего рода зондами для исследования действительного расположения катионов в дегидратированных цеолитах. [53]
При температурах до 500 С диффузия А1 и Si незначительна вследствие высокой энергии активации, но при более высоких температурах она должна происходить в каркасах с дефицитом кислорода. Катионы в широкопористых цеолитах значительно более подвижны, чем в таких безводных силикатах, как полевые шпаты; сравнимые скорости диффузии наблюдаются в цеолитах при температурах на 400 - 700 С ниже, чем в полевых шпатах. Дегидратированный цеолит на воздухе за несколько секунд полностью регидратируется, что указывает на очень быструю диффузию воды. [54]
В процессе дегидратации цеолитов наблюдается изменение вида спектров ЭПР ионов марганца, связанное с полным или частичным разрушением гидратной оболочки парамагнитного иона и с образованием химических связей этого иона с кислородными атомами решетки цеолита. Из анализа спектров ЭПР следует, что эти процессы проходят по-разному в цеолитах типа А, с одной стороны, и типа X и Y - с другой. ЭПР ионов марганца в дегидратированных цеолитах при адсорбции таких молекул, как, например, вода, аммиак, спирт и бензол, свидетельствуют об адсорбции этих молекул в непосредственной близости от парамагнитного катиона. [55]
Кислотные свойства цеолитов с катионами переходных металлов, особенно катионов третьего периода таблицы элементов, исследовались главным образом с помощью изучения спектров адсорбированного пиридина, Нишизава, Хаттори и Шиба [183] изучали Mn -, Zn -, Co -, Ni - и Т1 - формы цеолита X, предварительно прогретые при 450 С. В спектрах пиридина, адсорбированного дегидратированными цеолитами NiX, CoX и Т1Х, полос, связанных с присутствием бренстедовских центров, не наблюдается. Спектральная картина не меняется и при последующей адсорбции воды. В цеолитах МпХ и ZnX отмечено небольшое число бренстедовских центров, но при регидратации концентрация этих центров увеличивается. В спектрах всех образцов, за исключением таллиевого, проявляется полоса при 1450 см-1. Появление этой полосы, однако, скорее всего вызвано взаимодействием пиридина с катионами, а не с льюисовскими центрами. [56]
В процессе дегидратации цеолитов наблюдается изменение вида спектров ЭПР ионов марганца, связанное с полным или частичным разрушением гидратной оболочки парамагнитного иона и с образованием химических связей этого иона с кислородными атомами решетки цеолита. Из анализа спектров ЭПР следует, что эти процессы проходят по-разному в цеолитах типа А, с одной стороны, и типа X и Y - с другой. Изменения спектров ЭПР ионов марганца в дегидратированных цеолитах при адсорбции таких молекул, как, например, вода, аммиак, спирт и бензол, свидетельствуют об адсорбции этих молекул в непосредственной близости от парамагнитного катиона. [57]
Низкотемпературная при 4 2 К адсорбция гелия, 3Не и 4Не, протекает так же аномально, как и адсорбция азота. Доит и Розен [77] получили изотермы адсорбции гелия на таблетках цеолита NaX промышленного изготовления. После введения поправки на содержание 20 % инертного связующего в дегидратированном цеолите они получили, что xs для 3Не и 4Не при нормальных температуре и давлении составляет - 290 и 309 см3 / г. Если для расчета использовать величину плотности жидкого 3Не при 4 2 К ( 0 125 г / см3), то xs для 3Не и 4Не равна 0 415 и 0 44 см3 / г соответственно. [58]