Синтез та вивчення нового суперкислотного ZrO2— SiO2—SnO2 оксиду

ЗаголовокСинтез та вивчення нового суперкислотного ZrO2— SiO2—SnO2 оксиду
Тип публікаціїJournal Article
Рік публікації2019
АвториПрудіус, СВ, Гес, НЛ, Трачевський, ВВ, Брей, ВВ
Abbreviated Key TitleDopov. Nac. akad. nauk Ukr.
DOI10.15407/dopovidi2019.11.073
Номер видання11
РозділХімія
Нумерація сторінок73-80
Дата публікації11/2019
МоваУкраїнська
Анотація

Золь-гель методом синтезовано суперкислотний потрійний ZrO2—SiO2—SnO2 оксид з різним атомним спiв-вiдношенням Zr : Si : Sn. Визначено концентраційне поле утворення суперкислотного ZrO2—SiO2—SnO2, що обмежується граничним вмістом катіонів 10 ⩽ Zr4+ ⩽ 35, 50 ⩽ Si4+ ⩽ 53, 5 ⩽ Sn4+ ⩽ 40 % (ат.). Найвища сила кислотних центрів (H0=–14,52) спостерігається в області 21 ⩽ Zr4+ ⩽ 29, 60 ⩽ Si4+ ⩽ 67, 11 ⩽ Sn4+ ⩽ 20 % (ат.). Відповідно до визначеного розподілу кислотних центрів за їх силою, на поверхні Zr29Si60Sn11 знахо-диться 10 % суперкислотних центрів (−14.52 ⩽ H0 ⩽ −12.14) та 40 % сильнокислотних центрів в інтер-валі −12.14 ⩽ H0 ⩽ −8.2 при загальній кислотності 1,5 ммоль/г. Зразки з вмістом Sn ⩽ 25 та Zr ⩽ 45 % (ат.) є рентгеноаморфними. Показано, що при вмісті олова до 25 % (ат.) в структурі змішано го ZrO2—SiO2SnO2 оксиду фіксуються тетраедрично та октаедрично координовані по кисню іони Sn4+. Збільшення вміс-ту олова спричиняє утворення фази SnO2. З електронних спектрів дифузного відбиття зразків ZrO2—SiO2—SnO2 розраховано граничну ширину забороненої зони у 3,8÷4,3 еВ, що є критерієм для синтезу супер кислотного ZrO2—SiO2—SnO оксиду. Згідно з даними аналізу 119Sn та 29Si MAS ЯМР спектрів ZrO2—SiO2—SnO2, має місце частковий зсув електронної густини з атомів цирконію на атоми кремнію та олова, що обу мовлює утворення суперкислотних L-центрів (H0=14,52). Показано, що суперкислотний Zr29Si60Sn11 каталізатор ефективно каталiзує ацилювання толуолу оцтовим ангідридом при 150 °С у проточному ре акторі з 45 %-ю конверсією ангідриду з практично 100 %-ю селективністю щодо n-метил ацето фенону.

Ключові словадіоксид олова, діоксид цирконію, змішані оксиди, кислотність, тверді суперкислоти