Список литературы Активация катализаторов К2О · nFe2O3 в

Секция 1 Химия и химическая технология неорганических веществ и материалов
49
спекания и уменьшают пористость образцов. По полученным данным
выявлено, что увеличение количества нанопорошка до 1,5 % ведет к увеличению пористости и снижению плотности образцов, при этом усадка
образцов практически не меняется.
Список литературы
1. Dubok V.A. // Powder Metallurgy and Metal Ceramics, 2000.– V.39.– N.7–8.–
P.381–394.
2. Kannan S., Balamurugan A., Rajeswari S., Subbaiyan M. // Corrosion Reviews,
2002.– V.20.– P.342.
3. Дунязина Т.М. Клинический опыт применения ряда остеопластических материалов на современном пародонтологическом приеме // Институт стоматологии, 2000.– №2.– С.26–28.
Активация катализаторов К2О · nFe2O3
в реакции конверсии СО
А.Е. Киселев, А.А. Ильин, И.В. Поляков
Научный руководитель – д.х.н., профессор Л.С. Кудин
Ивановский государственный химико-технологический университет,
153000, Россия, г. Иваново, Шереметевский пр., д. 7, оф. 8. [email protected]
Ведение
Изучение процесса формирования каталитически активной фазы
в катализаторах К2О · nFe2O3 в настоящее время остро востребовано в
связи с разработкой эффективной технологии активации и созданием
оксидных катализаторов с высокими структурно-каталитическими характеристиками.
Теоретическая часть
Активация катализаторов K2O · nFe2O3 конверсии СО проводится
газовой смесью СО + Н2. Сложность и многообразие процессов, протекающих до и после образования каталитически активной фазы Fe3O4 [1]
существенно усложняет математическое описание реакций в целом, не
говоря уже о кинетике непосредственно восстановления Fe2O3. В частности, процессы зародышеобразования и собственно восстановления
зачастую неразличимы, что трудно учесть в соответствующей модели [2]. Альтернативой активации смесью СО + Н2 является активация
Fe2O3 отжигом в вакууме как следствие термической диссоциации его
50
XV Международная научно-практическая конференция имени профессора Л.П. Кулёва
в области гетерогенного восстановления 1030–1200 К с образованием
Fe3O4. К настоящему времени кинетика данного процесса не изучена. В
связи с этим целью работы является изучение процесса восстановления
и кинетики активации катализаторов K2O · nFe2O3 при отжиге в вакууме.
Методика эксперимента
Образцы катализаторов K2O · nFe2O3 приготовлены по схеме:
Рентгенофазовый анализ (РФА) проведен после синтеза и активации на дифрактометре ДРОН-3М. Анализ продуктов испарения К2О и
кинетика реакции Fe2O3 = Fe3O4 + О2 выполнены масс-спектрометрическим методом (МСА). Рассчитаны парциальные давления компонентов
пара и скорость восстановления. Активация катализаторов для КА осуществлялась смесью СО + Н2 и термической диссоциацией Fe2O3 в вакууме при 1100 К. Каталитическая активность (КА) изучена в реакции
конверсии СО на установке проточного типа в интервале температур
280–400 °С. Исходя из механизма реакции I-го порядка рассчитана константа скорости окисления СО.
Результаты и их обсуждение
По данным РФА после синтеза прекурсор состоит из фазы монои/или гексаферрита калия и Fe2O3, после активации – из магнетита. В
отличие от восстановления смесью СО + Н2 после термической диссоциации каталитически активная фаза наименее аморфна, т.е. дефектность
решетки, искажающая структуру, минимальна.
Изменение сосуществующей с К2О фазы ведет к изменению типа
взаимодействия, а именно: в системе K2O-Fe2O3 образуются ферриты
калия, а после восстановления – твердый раствор K2O-Fe3O4 (при соответствующих концентрациях К2О). Поэтому в ходе МСА показано, что
динамика изменения парциального давления калия pK позволяет изучать
кинетику активации. С течением времени при отжиге гексагональная
решетка Fe2O3 обедняется кислородом, и к началу образования Fe3O4
формируется нестехиометрическая система K2O · nFe2O3-х, при этом
образование зародышей Fe3O4, центром которого является структурный
дефект решетки, происходит в любой точке кристалла. При некотором
Секция 1 Химия и химическая технология неорганических веществ и материалов
51
значении х напряжения структуры превышают максимально возможную энергию гексагональной решетки и стимулируют переход к более
устойчивому состоянию, а именно, к кубической решетке магнетита. В
этом случае функция pK = f(t) и б = f(t) (α – степень восстановления Fe2O3)
находятся в корреляционном соотношении и описываются сигмоидными кривыми [2]. Выяснено, что скорость восстановления при отжиге в
вакууме значительно превышает скорость активации газовой смесью.
Отмечено, что применение вакуумного отжига отражается и на
работе катализатора. Эффективное удаление кислорода из анионной
подрешетки магнетита приводит к формированию анион-дефицитной
структуры Fe3O4–у. Огромное число вакансий и наличие атома К способствуют уменьшению энергии перехода свободного валентного электрона активного центра Fe2+ в каталитическом акте, снижая энергию активации реакции окисления СО и улучшая каталитические и структурные
характеристики контактов (напр., площадь и морфологию поверхности,
пористую структуру, и т.д.).
Работа поддержана грантом РФФИ 14-03-31545.
Список литературы
1. Костров В.В., Кириллов И.П. Формирование катализаторов в пусковой период.– Новосибирск: изд-во «Наука», 1982.– 224 с.
2. Дельмон Б. Кинетика гетерогенных реакций.– Москва: изд-во «МИР»,
1972.– 554 с.
Разработка и исследование стеклокристаллических
покрытий для стоматологии
В.В. Климова
Научный руководитель – д.т.н., профессор Т.А. Хабас
Томский политехнический университет,
634050, Россия, г. Томск, пр. Ленина 30, [email protected]
В стоматологической практике при зубопротезировании чаще всего
применяют стеклокристаллические покрытия, изготовленные на основе
полевошпатового стекла.
В данной работе для получения стеклокристаллического материала
использовали материалы трехкомпонентной системы K2O-Al2O3-SiO2, в
которой основной кристаллической фазой является лейцит K[AlSi2O6].
Лейцит придает стоматологической керамике необходимую формоустойчивость, механическую прочность и химическую устойчивость.
При изготовлении зубного металлокерамического протеза стеклокри-