Влияние добавок двухзарядных ионов на активность и химическую устойчивость каталитически активных ферритов калия

С целью выяснения влияния размера двухзарядного иона легирующей добавки на каталитические свойства были синтезированы образцы полиферритов калия со структурой β′′-глинозема состава K₂Fe^II_1–qM_qFe^III ₁₀O₁₇, где M – Mg, Zn, и K_2–2qFe^IIM_qFe^III ₁₀O₁₇, где M – Ca, Sr, q = 0÷0,4. Определен механизм воздействия добавок двухзарядных катионов на активность, селективность действия и коррозионную стойкость β′′-полиферрита калия. Впервые показано, что в зависимости от размера двухзарядные катионы по-разному размещаются в структуре β′′-полиферрита: либо входят в шпинелеподобный блок и замещают ионы Fe²⁺, либо замещают калий в межблочном пространстве. Добавки ионов Mg²⁺ и Zn²⁺ резко снижают каталитическую активность и селективность действия β′′-полиферрита. Использование таких добавок нежелательно. Малые количества катионов Ca²⁺ и Sr²⁺ значительно увеличивают коррозионную стойкость катализатора за счет снижения подвижности ионов калия в пределах катионпроводящего слоя.

1. Meima G., Menon P. // Applied Catalysis A: General. 2001. V. 212. P. 239-245.

2. Дворецкий Н.В., Юн В.В., Котельников Г.Р. и др. // Известия Вузов. Химия и хим.технология. 1990. Т. 33. № 8. С. 3–9.

3. Дворецкий Н.В., Степанов Е.Г., Юн В.В. // Известия АН СССР. Неорганические материалы. 1991. Т. 27. № 6. С. 1265–1268.

4. Ламберов А.А., Х.Х. Гильманов. Модернизация катализаторов и технологии синтеза изопрена на ОАО «Нижнекамскнефтехим» / Казань:Изд.-во Казанского (Приволжского) федерального университета, 2012. 404 с.

5. Пат. РФ 2285560; опубл. 2006.

6. Пат. РФ 2664124; опубл. 2018.

7. Abe K., Kano Yu., Ohshima M., Kurokawa H., Miura H. // Journal of Japan Petroleum Institute. 2011. V. 54. № 5. P. 338–343.

8. Kano Yu., Ohshima M., Kurokawa H., Miura H. // Reaction Kinetics, Mechanisms and Catalysis. 2013. V. 109. № 1. P. 29–41.

9. Li Z., Shanks B.H. // Appl. Catalysis A: Gen. 2011. V. 405. № 1–2. P. 101–107.

10. Lamberov A.A., Gilmanov Kh.Kh., Dementeva E.V., Kuzmina O.V. // Catalysis in Industry. 2013. V. 5. № 1. P. 50–60.

11. Serafin I., Kotarba A., Grzywa M., Sojka Z., Bińczycka H., Kuśtrowski P. // Journal of Catalysis. 2006. V. 239. № 1. P. 137–144.

12. Плясова Л.М., Андрушкевич М.М., Котельников Г.Р., Буянов Р.А., Храмова Г.А., Кустова Г.Н., Беднов С.Р. // Кинетика и катализ. 1976. Т. 17. Вып. 5. С. 1295–1302.

13. Андрушкевич М.М., Плясова Л.М., Молчанов В.В., Буянов Р.А., Котельников Г.Р., Абрамов В.А. // Кинетика и катализ. 1978. Т. 19. Вып. 2. С. 422–427.

14. Дворецкий Н.В., Аниканова Л.Г., Малышева З.Г. // Известия вузов. Химия и хим. технология. 2018. Т. 61. № 6. С. 61–68.

15. Lee E.H. // Catalysis Reviews. 1973. V. 8. № 2. P. 285–305.

16. Аниканова Л.Г., Дворецкий Н.В., Малышева З.Г. // Известия вузов. Химия и хим. технология. 2016. Т. 59. № 1. С. 23–26.

17. Аниканова Л.Г., Дворецкий Н.В. // Катализ в промышленности. 2016. № 1. С. 29–36.

18. Li K., Wang H., Wei Y., Liu M. // Journal of rare earths. 2008. V. 26. № 5. P 705–710.

19. Дворецкий Н.В., Аниканова Л.Г. // Известия вузов. Химия и хим. технология. 2011. Т. 54. № 9. С. 64–66.

20. Аниканова Л.Г., Дворецкий Н.В. // Катализ в промышленности. 2012. № 4. С. 18–23.

21. Kotarba A., Rożek W., Serafin I., Sojka Z. // Journal of Catalysis. 2007. V. 247. № 2. P. 238–244.

22. Bieniasz W., Trębala M., Sojka Z., Kotarba A. // Catalysis Today. 2010. V. 154. № 3–4. P. 224–228.

23. Бугаенко Л.Т., Рябых С.М., Бугаенко А.Л. // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 2. Химия. 2008. Т. 49. № 6. С. 363–384.

24. Joseph Y, Ketteler G., Kuhrs C., Ranke W., Weiss W., Schlögl R. // Phys. Chem. Chem. Phys., 2001. V. 18. № 3. Р. 4141–4153.