Цеолиты - кристаллические "нано"пористые твердые тела с диаметром пор приблизительно 1 нм - используют как катализаторы во многих промышленных процессах {Прим. ред.: вялотекущие споры о том, чем считать цеолиты - "нанопористыми", "супрамолекулярными" или "обычными" неорганическими соединениями - не утихают, однако независимо от терминологических изысков цеолиты действительно используются в силу специфики своей структуры как сорбенты и катализаторы}. Такие материалы могут влиять на селективность протекания реакции, контролируемую через изменение диаметра и формы "пор" цеолита, то есть типа молекул (реагентов и продуктов), которые могут занять и покинуть поры катализатора. Целит RTH-типа был открыт в 1995 году и должен был продемонстрировать интересные каталитические свойства из-за своей уникальной структуры (см. рисунок). На настоящий момент получены только два примера цеолитов такого типа, и их применения весьма ограничены. Такаши Татсумае с коллегами из Токийского технологического института удалось наконец значительно расширить число цеолитов такого типа и способов их синтеза.
Исследователи начали с того, что в каркас борсиликатного цеолита [B]-RUB-13, первого полученного цеолита типа RTH, внедрили атомы алюминия, после чего показали, что такие цеолиты можно получать без использования органических темплатов {Прим. ред.: "темплаты" - обычно молекулы или их упорядоченные ансамбли, позволяющие "геометрически" сформировать ту или иную структуру}. Такие "структуроопределяющие агенты" часто используются в синтезе цеолитов, но их использование может быть проблематичным при масштабировании процесса синтеза на промышленное производство. Ключевым моментом в синтезе было использование наряду с термически обработанными кристаллами цеолитов других типов гидроксида натрия, а также воды. В итоге цеолиты типа RTH были названы "TTZ-1" (Tokyo Tech. zeolite). Каталитические свойства цеолитов нового типа были изучены в реакции превращения спиртов в алкены, и были обнаружены их высокие активность и селективность по отношению к образованию пропилена - важнейшего реактива для производства полимеров.
чего же в них уникального-то?
да и ключевые моменты синтеза просто замечательные!
и вообще, как синтезировали? гидротермой?
"внедрили атомы алюминия" - ионная имплантация что ли?
Увы, я секретность заметки повысил, убрав то, что в упор не мог понять после 10 прочтения Валя - замечательный человек, но в последнее время несколько ... поспешный.
Артему:
по-моему все понятно про цеолит. Сказано же "боросиликатный каркас". Значит изначально структура цеолита RTH состоит из тетраэдров SiO4 и BO4. В чем лично я немедленно убедилась, найдя его в открытой базе цеолитных структур . "Внедрили атомы алюминия" значит во время синтеза добавили не только кремний- и бор-содержащие прекурсоры, но и алюминиевый тоже. И алюминий частично заместил кремний или бор.Саму статью не читала, она мне недоступна сейчас, но очевидно это сделали до того, как смесь прекурсоров и темплата закрыть в автоклаве и нагреть до какой-то довольно высокой температуры (градусов 150-200 думаю). Именно так обычно получают цеолиты.
Далее, в заметке сказано, что были использованы "другие виды цеолитов". Не исключено, что именно они и послужили источником алюминия.
С другой стороны, эта фраза кажется немного странной. Часто в автоклав добавляют в качестве затравки немного готового цеолита того структурного типа, который хотят получить. А если туда случайно попадает примесь "нежелательного" структурного типа, то однофазный продукт с нужной структурой получить не удается.
Из общих соображений могу сказать, что на описанных в статье цеолитах могли образовываться такие продукты, как простой эфир (при низких температурах градусов до 300), углеводороды различного состава (при более высоких температурах), в том числе и ароматические. Для того, чтобы повысить селективность по какому-либо продукту можно не только варьировать условия проведения реакции как давление и температура(это и так понятно), но заниматься собственно "дизайном материалов" то есть подбирать оптимальный размер пор цеолитов и количество бренстедовских и льюисовских кислотных центров.
Впрочем это так, соображения начинающего материаловеда, а чтобы знать точно, надо все же статью прочитать.
Ну не знаю. Платиновый металл по-моему в этой реакции не обязателен. Я кстати удосужилась статью посмотреть. Исследуемая реакция - превращение метанола в углеводороды С1-С6. Еще один продукт - диметиловый эфир, которого получилось мало. Авторы отмечают, что достигли селективности 40 с лишним процентов выхода пропилена, и этому радуются.
Я не специалист в катализе, но насколько мне известен механизм этой реакции, при дегидратации метанола в порах цеолита образуется сложные углеводородные частицы ("(СН2)n"), которые претерпевают крекинг и изомеризацию. Поэтому в англоязычной литературе его называют "hydrocarbon pool". Основными продуктами являются С2Н4, С3Н6, С4Н8, побочными - ароматика, эфир и насыщенные углеводороды.
Кстати, образование больших конденсированных ароматических молекул - одна из причин потери активности таких катализаторов, наряду с забиванием пор аморфным углеродом. Подбор размеров пор цеолитов и их кислотности позволяет удалять продукты реакции "вовремя", то есть пока они не успели сильно полимеризоваться, но уже успети дегидратироваться. Что с успехом и удалось проделать авторам.
Может быть. Просто из общих соображений по органике для дегидрирования (ароматизации) обычно используются металлы (никель, кобальт, платина). Или крекинг, но это процесс сильно высокотемпературный и малоуправляемый. В общем, чтобы разобрать детали надо статью читать.
Для того чтобы оставить комментарий или оценить данную публикацию Вам необходимо войти на сайт под своим логином и паролем. Зарегистрироваться можно здесь
Материалы к защитам выпускных квалификационных работ бакалавров ФНМ МГУ 2022
Коллектив авторов Материалы к защитам выпускных квалификационных работ бакалавров ФНМ МГУ 2022 содержат следующую информацию:
• Подготовка бакалавров на факультете наук о материалах МГУ
• Состав Государственной Экзаменационной Комиссии
• Расписание защит выпускных квалификационных работ бакалавров
• Аннотации квалификационных работ бакалавров
В эпоху коронавируса и борьбы с ним в существенной степени меняется парадигма выполнения творческих работ и ведения бизнеса, в той или иной мере касаясь привлечения новых типов дистанционного взаимодействия, использования виртуальной реальности и элементов искусственного интеллекта, продвинутого сетевого маркетинга, использования современных информационных технологий и инновационных подходов. В этих условиях важным является, насколько само общество готово к использованию этих новых технологий и как оно их воспринимает. Данной проблеме и посвящен этот небольшой опрос, мы будет рады, если Вы уделите ему пару минут и ответите на наши вопросы.
Небольшой опрос о том, как изменились подходы современного предпринимательства в контексте новых и возникающих форм ведения бизнеса, онлайн образования, дистанционных форм взаимодействия и коворкинга в эпоху пандемии COVID - 19.
Технопредпринимательство - идея, которая принесет свои плоды при бережном культивировании и взращивании. И наша наноолимпиада, и Наноград от Школьной Лиги РОСНАНО, и проект Стемфорд, и другие замечательные инициативы - важные шаги на пути реализации этой и других идей, связанных с развитием новых высоких технологий в нашей стране и привлечением молодых талантов в эту вполне стратегическую область. Ниже приведен небольшой опрос, который позволит и нам, и вам понять, а что все же значит этот модный термин, и какова его суть.
Сайт создан в 2006 году совместными усилиями группы сотрудников и выпускников ФНМ МГУ.
Сайт модернизирован для ресурсной поддержки проектной деятельности учащихся
в рамках ГК 16.647.12.2059 (МОН РФ)
Частичное или полное копирование материалов сайта возможно. Но прежде чем это делать ознакомьтесь с инструкцией.
.
