Молекулярный дизайн катализаторов и катализ в Ð¿Ñ€Ð¾Ñ†ÐµÑÑÐ°Ñ ...

ÈÑÑËÅÄÎÂÀÍÈÅ ÏÐÎÖÅÑÑÀ ÔÎÐÌÈÐÎÂÀÍÈß ÍÀÍÅÑÅÍÍÍÛÕ
ÔÎÑÔÎÐÍÎÊÈÑËÎÒÍÛÕ ÊÀÒÀËÈÇÀÒÎÐÎÂ ÎËÈÃÎÌÅÐÈÇÀÖÈÈ
Ïëàêñèí Ã.Â., Äóïëÿêèí Â.Ê., Ëèõîëîáîâ Â.À., Òàëçè Â.Ï.
Èíñòèòóò ïðîáëåì ïåðåðàáîòêè óãëåâîäîðîäîâ ÑÎ ÐÀÍ, Îìñê
E-mail: plaksin@incat.okno.ru
Êàòàëèçàòîðû òèïà «òâåðäàÿ» ôîñôîðíàÿ êèñëîòà øèðîêî èñïîëüçóþòñÿ â
ïðîöåññàõ ïîëèìåðèçàöèè. Îáû÷íî èõ ïîëó÷àþò èç ïðèðîäíûõ êðåìíèé
ñîäåðæàùèõ ìàòåðèàëîâ (êèçåëüãóð, äèàòîìèò) è ôîñôîðíîé êèñëîòû.
Õèìè÷åñêèé ñîñòàâ òàêèõ êàòàëèçàòîðîâ âêëþ÷àåò â ñåáÿ «ñâîáîäíóþ»
ôîñôîðíóþ êèñëîòó, "àêòèâíûé" íîñèòåëü, ñîñòîÿùèé èç ôîñôàòîâ êðåìíèÿ, è
èíåðòíóþ ÷àñòü íîñèòåëÿ. Îñíîâíûìè íåäîñòàòêàìè òàêèõ ñèñòåì ÿâëÿþòñÿ èõ
íèçêàÿ ýêñïëóàòàöèîííàÿ ïðî÷íîñòü â óñëîâèÿõ ïðîöåññà ïîëèìåðèçàöèè,
ïðèâîäÿùàÿ ê ïðåæäåâðåìåííîìó ðàçðóøåíèþ êàòàëèçàòîðà [1, 2]. Êîíòðîëü
êà÷åñòâà ôîñôîðíîêèñëîòíîãî êàòàëèçàòîðà â ïðîöåññå ïðèãîòîâëåíèÿ è
ýêñïëóàòàöèè îñóùåñòâëÿåòñÿ, îáû÷íî, õèìè÷åñêèìè ìåòîäàìè ïî ñîäåðæàíèþ
"ñâîáîäíîãî", îáùåãî ôîñôîðà è ãèäðîëèçóåìîñòè êàòàëèçàòîðà [3].
Èçó÷åí ïðîöåññ ôîðìèðîâàíèÿ ôîñôîðíîêèñëîòíûõ êàòàëèçàòîðîâ íà
îñíîâå ñèíòåòè÷åñêîãî è ïðèðîäíîãî êðåìíèéñîäåðæàùåãî ñûðüÿ. Ïîêàçàíî,
÷òî ñîîòíîøåíèå êðèñòàëëè÷åñêèõ ìîäèôèêàöèé ôîñôàòîâ êðåìíèÿ è
"ñâîáîäíîé" ôîñôîðíîé êèñëîòû îïðåäåëÿåòñÿ ìîëüíûì ñîîòíîøåíèåì
SiO 2 /P 2 O 5 , òåìïåðàòóðîé è âðåìåíåì ïðîêàëêè êàòàëèçàòîðà.
Ìåòîäàìè ßÌÐ 31 Ð è ðåíòãåíîôàçíîãî àíàëèçà (ÐÔÀ) óñòàíîâëåíû
êîððåëÿöèè ìåæäó ñîñòîÿíèåì ôîñôîðà â êàòàëèçàòîðå, êðèñòàëëè÷åñêîé
ñòðóêòóðîé ôîñôàòîâ è ñâîéñòâàìè êàòàëèçàòîðà. Íà÷àëüíàÿ àêòèâíîñòü
êàòàëèçàòîðà, îïðåäåëÿåìàÿ ñîäåðæàíèåì "ñâîáîäíîé" îðòî- è ïîëèôîñôîðíîé
êèñëîò, êîððåëèðóåò ñ èíòåãðàëüíîé èíòåíñèâíîñòüþ ïîëîñ ïîãëîùåíèÿ â
ñïåêòðàõ ßÌÐ 31 Ð, èìåþùèõ õèìè÷åñêèå ñäâèãè δ = 0 è δ = –(10-12) ððì. Â
ïðîöåññå ðàáîòû êàòàëèçàòîðà "ñâîáîäíàÿ" ôîñôîðíàÿ êèñëîòà îáðàçóåòñÿ â
ðåçóëüòàòå ãèäðîëèçà "àêòèâíîãî" íîñèòåëÿ – ãèäðîëèçóåìûõ ôîñôàòîâ
êðåìíèÿ. Óñòàíîâëåíî, ÷òî "àêòèâíûì" íîñèòåëåì ÿâëÿþòñÿ êðèñòàëëè÷åñêèå
183