Дослідження кислотних властивостей складного оксидного каталізатора 50%Cu3(PO4)2 50%Ni3(PO4)2

Abstract

Синтезовано індивідуальні ортофосфати купруму (ІІ) та нікелю (ІІ) та розроблено нову методику синтезу й одержано нову складну каталітичну систему на їх основі типу xCu3(PO4)2⋅yNi3(PO4)2 - 50%Cu3(PO4)2·50%Ni3(PO4)2, яка володіє прогнозованими оптимальними кислотними властивостями поверхні та відповідними активними центрами. Досліджені кислотні властивості поверхні одержаних індивідуальних фосфатів купруму (ІІ) та нікелю (II) і складних купрум-нікельфосфатних каталітичних систем та розподіл активних центрів на ній. Вивчено особливості впливу умов синтезу та температури на склад, структуру та кислотні властивості поверхні одержаних каталізаторів, а також природу і характер формування активних центрів різної сили. Встановлено, що прожарювання нової синтезованої купрум нікельфосфатної каталітичної системи в досліджуваному інтервалі температур (120-700оС) дає змогу не тільки здійснити повну дегідратацію одержаного кристалогідрату, але й сприяє посту повій зміні величини поверхневої кислотності. Це обумовлює формування на поверхні синтезо ваної складної купрум-нікельфосфатної каталітичної системи 50%Cu3(PO4)2·50%Ni3(PO4)2 кислотних активних центрів відповідної сили. Підтверджено промотуючу роль йонів нікелю Nі 2+ в структурі купрумфосфатного каталізатора та встановлена наявність синергетичного ефекту обох вказаних фосфатів щодо величини кислотності в структурі синтезованої складної каталітичної системи. Одержано новий активний і дешевий кислотний складний каталізатор – 50%Cu3(PO4)2·50%Ni3(PO4)2, який володіє необхідною структурою, оптимальними кислотними властивостями поверхні, відповідними активними центрами, тому може бути використаний для дослідження в хімічній промисловості в якості активного і ефективного каталізатору парціального окиснення вуглеводнів в цінні продукти

Individual orthophosphates of copper (II) and nickel (II) were synthesized and a new method of synthesis was developed, and a new complex catalytic system based on them of the type xCu3(PO4)2⋅yNi3(PO4)2 - 50%Cu3(PO4)2·50%Ni3(PO4)2 was obtained, which has the predicted optimal acidic surface properties and the corresponding active centers. The acidic properties of the surface of the obtained individual copper (II) and nickel (II) phosphates and complex copper-nickel phosphate catalytic systems and the distribution of active centers on them were investigated. The peculiarities of the influence of synthesis conditions and temperature on the composition, structure and acidic properties of the surface of the obtained catalysts, as well as the nature and character of the formation of active centers of different strengths, were studied. It is established that calcination of the new synthesized copper-nickel phosphate catalytic system in the studied temperature range (120-700оС) allows not only to carry out complete dehydration of the obtained crystalline hydrate, but also contributes to a gradual change in the value of surface acidity. This leads to the formation on the surface of the synthesized complex copper-nickel phosphate catalytic system 50%Cu3(PO4)2·50%Ni3(PO4)2 acidic active centers of appropriate strength. The promoting role of nickel ions Nі2+ in the structure of the copper-phosphate catalyst was confirmed and the presence of a synergistic effect of both these phosphates on the value of acidity in the structure of the synthesized complex catalytic system was established. A new active and cheap acidic complex catalyst – 50%Cu3(PO4)2·50%Ni3(PO4)2, which has the necessary structure, optimal acidic surface properties, and appropriate active centers, has been obtained; therefore, it can be used for research in the chemical industry as an active and efficient catalyst for the partial oxidation of hydrocarbons into valuable products.