На главную

 
Аспирантура
Книги и пособия
Кафедра катализа и адсорбции
Кафедра физической химии
Версия для печати | Главная > Образование > Кафедра катализа и адсорбции > Научные основы приготовления катализаторов > Программа курса

1. Организационно-методический раздел.

Подробнее


2. Содержание дисциплины

Подробнее


3. Учебно-методическое обеспечение дисциплины

5.1.1. Примерный перечень вопросов к экзамену по всему курсу

Билет №1

  1. Растворы. Состояние ионов в растворах и его влияние на свойства катализаторов.
  2. Текстурные характеристики катализаторов и их зависимость от условий приготовления.
  3. Задача.

Билет №2

  1. Роль носителей в катализаторах. Методы получения оксида алюминия.
  2. Типы и способы регулирования распределения активного компонента по зерну носителя.
  3. Задача.

Билет №8

  1. Основы классической теории конденсации (кристаллизации).
  2. Механическая прочность катализаторов и ее зависимость от метода и условий приготовления.
  3. Задача.

Билет № 9

  1. Формирование фазового состава и текстуры гидроксидов в процессе старения под маточным раствором.
  2. Возможные классификации твердых катализаторов.
  3. Задача.

Билет № 10

  1. Особенности формирование силикагеля при получении по золь – гель методу и через коагель.
  2. Основные проблемы катализа. Цели и задачи научных основ приготовления катализаторов.
  3. Задача.

Билет № 15

  1. Термическая обработка катализаторов. Закономерности формирования фазового состава и текстуры при термическом разложении солей и гидроксидов.
  2. Приведите известные Вам классификации гидроксидов, основанные на кинетическом и химическом принципе.
  3. Задача.

Билет №18

  1. Общие представления о процессах, протекающих при формировании нанесенных катализаторов. Пропиточные и сорбционные катализаторы. Уравнение материального баланса процесса адсорбционной пропитки.
  2. Основные этапы, методы и стадии приготовления твердых катализаторов.
  3. Задача.

Билет № 25

  1. Приготовление нанесенных многокомпонентных катализаторов. Процессы, протекающие при совместном и последовательном нанесении компонентов. Синтез через биядерные гетероатомные комплексы.
  2. Особенности формирования гидроксидов магния и кальция, получаемых по золь-гель методу, по сравнению с традиционным методом осаждения из неорганических солей.
  3. Задача.

5.1.2. Образцы задач, предлагаемых на экзамене

Задача 1.

Нанесенные платиновые катализаторы готовят методом адсорбции H2PtCl6 на поверхности пористого оксида алюминия из избытка (по отношению к влагоемкости) пропиточного раствора. После отделения катализатора от пропиточного раствора его сушат и прокаливают на воздухе. Процесс адсорбции проводят в условиях, описываемых уравнением Генри. Определите:

  1. Количество платины g (г), которое будет нанесено на поверхность носителя в равновесных условиях при использовании капиллярного или диффузионного режимов пропитки.
  2. Максимальное значение параметра сорбции Pmax, определяемого как отношение количества адсорбированной платины к ее неадсорбированной части. Каков физический смысл полученного выражения?

Дано:

Со - начальная концентрация платины в пропиточном растворе (г/см3).

m - масса носителя (1г).

пор.  - объем пор носителя (см3/г)

Vo  = n Vпор. - объем пропиточного раствора

amax. - предельная сорбционная емкость носителя по Pt( г/г носителя)

b - константа адсорбционного равновесия (см3/г)

Задача 2

В реакции гидрирования бензола (структурно-нечувствительная) в качестве катализатора используют металлический никель, нанесенный на гамма-оксид алюминия. Для выбора наилучшего способа приготовления данного катализатора проводят оценку каталитических свойств двух одинаковых навесок образцов катализатора, полученных соответственно методом смешения оксидов никеля и гидроксида алюминия (образец 1) и методом пропитки оксида алюминия раствором азотнокислого никеля (образец 2). После сушки образцы были прокалены на воздухе при 600 оС и восстановлены в токе водорода при 500 оС. Оцените, какой из способов приготовления позволяет получать катализатор, обладающий лучшими эксплуатационными и технологическими характеристиками, если известны следующие данные о катализаторах:

Образец, метод приготовления
Содержание никеля,g, мас.%
Степень восстановления никеля,X, %
Форма частиц никеля
Размер частиц никеля,d, нм
Пористая структура катализатора
Механическая прочность
1 - механическое смешение
35
90
сферическая
6
Одинаковая
Одинаковая
2 -пропитка
15
70
сферическая
2
Одинаковая
Одинаковая

Задача 3

Одним из способов приготовления железо-магниевого катализатора является метод соосаждения. Процесс соосаждения проводят при постоянном значении рН путем приливания раствора щелочи к раствору смеси солей железа и магния. Приготовление бинарных растворов солей осуществляют смешением 0.1М растворов исходных солей железа и магния, взятых в мольном соотношении Fe(III) : Мg(II) = 4 : 1

Оцените минимальную величину рН, при которой необходимо проводить осаждение, чтобы в осадок одновременно выпадали оба гидроксида. Возможным взаимодействием между компонентами в смешанных растворах до стадии образования осадков пренебречь.

Задача 4

При получении катализаторов методом осаждения иногда формовку приходиться проводить методом прессования прокаленного образца. Как методом сухого прессования без связующего получить таблетки катализатора с бидисперсной пористой структурой, в которых радиус тонких пор r1=100A , радиус макропор r2=20000A , суммарная пористость e =0,7. В качестве исходного материала имеется прокаленный образец, состоящий из бесформенных гранул размером 1-5 мм с пористостью e =0,5 и средним размером (радиусом ) пор 100A .

Задача 5

Напишите возможные химические реакции, протекающие при сорбции TiCl4 из неводных растворов на поверхности SiO2 и MgO. Химический анализ показал, что после сорбции и последующего вакуумирования с целью удаления растворителя атомное соотношение Cl/Ti в полученных катализаторах равно соответственно 2 и 4. С помощью метода ИК - спектроскопии установлено, что процесс сорбции сопровождается исчезновением полос гидроксильных групп. Дополнительно известно, что триэтилалюминий (ТЭА) не реагирует с оксидом магния, но прочно закрепляется на поверхности силикагеля.

5.2. Список рекомендуемой литературы

5.2.1. Основная литература

1. Боресков Г.К. Гетерогенный катализ. - М.:Наука, 1986.
2. Дзисько В.А. Основы методов приготовления катализаторов. - Новосибирск: Наука, 1983. 263 с.
3. Технология катализаторов. / Под ред. Мухленова. - Л.: Химия, 1979. 328. с.
4. Дзисько В.А., Карнаухов А.П., Тарасова Д.В. Физико-химические основы синтеза окисных катализаторов. - Новосибирск: Наука, 1978. 384 с.
5. Криворучко 1О.П., Буянов Р.А. Развитие теории кристаллизации малорастворимых гидроксидов и ее применение в научных основах приготовления катализаторов.// Всесоюзная школа по катализаторам. - Новосибирск: Ин-т катализа СО АН СССР, 1981, ч.3. С.122-150.
6. Ермаков Ю.И.,1 Захаров В.А., Кузнецов Б.Н.. Закрепленные комплексы на окисных носителях в катализе. - Новосибирск: Наука, 1980. 242 с.

5.2.2. Дополнительная литература

7. Научные основы приготовления катализаторов: Материалы Всесоюзных совещаний. - Новосибирск: Ин-т катализа СО АН СССP. а) 1990г.; в) 1996г, г)200г.
8. Научные основы производства катализаторов. /Под ред Буянова Р.А. - Новосибирск: Наука (Сибирское отделение), 1982. 214 С.
9. Строение адсорбентов и катализаторов / Под ред. Линсена Б.Г. - М.: Мир, 1973.
10. Андерсон Дж. Структура металлических катализаторов. - М.: Мир, 1978.
11. Неймарк И.Е., Шейнфайн Р.Ю. Силикагель, его получение, свойства и применение. - Киев: Наук. думка, 1973.
12. Preparation of Catalysts I – VIII //Proceedings of International Symposiums. Sdudies in Surface Science and Catalysis. Elsevier. V. 1, 1975; V.3, 1978, V.16, 1982, V.31, 1986, V.63, 1990; V.91, 1994; V. 118, 1998; V. 143. 2002.
13. Айлер Р. Химия кремнезема. - М: Мир, 1982, Т.1-2.
14. Handbook of Heterogeneous Catalysis. (Ed. G.Ertl, H.Knozinger, J.Weitkamp). VCH A Wiley company. 1997. V.1



Copyright © catalysis.ru 2005-2023
Политика конфиденциальности в отношении обработки персональных данных