ІЧ-спектроскопічний аналіз складних купрум (II) вмісних каталічних систем

Abstract

Методом ІЧ-спектроскопічного аналізу досліджені синтезовані 2 індивідуальні ортофосфатні каталізатори AlPO4 і Cu3(PO4)2 та 7 нових складних алюміній-купрум (ІІ) ортофосфатних каталітичних систему типу xAlPO4·yCu3(PO4)2 на їх основі. При цьому вміст обох ортофосфатів в структурі каталізаторів змінюється в інтервалі 0.5–99.5 мас. %. У всій серії повітряно-сухих зразків та прожарених при оптимальній температурі термообробки (600 °С) частоти та інтенсивності смуг поглинання ІЧ-спектрів одержаних каталітичних систем типу xAlPO4·yCu3(PO4)2, характеризуються інтенсивним поглинанням в області валентних коливань ОН-груп молекул води (3610‒3005 см-1 ). Валентні коливання ОН-груп молекул води, які приймають безпосередню участь в утворенні водневого зв’язку, спостерігаються в області 2380-1880 см-1 . Характерними проявами водневого зв’язку в коливальному спектрі Н2О, що входить в структуру синтезованих алюміній-купрум (ІІ) ортофосфатних каталізаторів є низькочастотний зсув, збільшення інтенсивності та розширення смуг валентних коливань її ОН-груп. Водночас в області 1114-400 см-1 спостерігаються валентні та деформаційні коливання ортофосфатного іону РО4 3- , які яскраво виражені у вигляді чітких смуг поглинання в продуктах дегідратації для всіх синтезованих бінарних каталітичних систем. Спостерігається додаткова координація ортофосфатного аніону з катіонами металів Al3+ та Сu2+ . Нагрівання всіх синтезованих ортофосфатних зразків вище 700 °С сприяє їх повній дегідратації й виникненню ІЧ-спектрів, характерних для безводних солей ортофосфатів.

The synthesized 2 individual orthophosphate catalysts AlPO4 and Cu3(PO4)2 and 7 new complex aluminum-copper (II) orthophosphate catalytic systems of the type xAlPO4·yCu3(PO4)2 was obtained based on them were investigated by the method of IR spectroscopic analysis. At the same time, the content of both orthophosphates in the catalyst structure varies in the range of 0.5 - 99.5 wt. %. In the entire series of air-dry samples and those baked at the optimal heat treatment temperature (600 °С), the frequencies and intensities of the absorption bands of the IR spectra of the obtained catalytic systems of the type type xAlPO4·yCu3(PO4)2 are characterized by intense absorption in the region of valence vibrations of OH groups of water molecules (3610‒3005 cm-1 ). Valence vibrations of OH groups of water molecules, which take a direct part in the formation of hydrogen bonds, are observed in the region of 2380‒1880 cm-1 . Characteristic manifestations of the hydrogen bond in the vibrational spectrum of H2O, which is part of the structure of the synthesized aluminum-copper (II) orthophosphate catalysts, are a low-frequency shift, an increase in intensity, and a broadening of the bands of valence vibrations of its OH groups. At the same time, in the region 1114‒400 cm-1 , valence and deformation vibrations of the orthophosphate ion PO4 3- are observed, which are clearly expressed in the form of clear absorption bands in the dehydration products for all synthesized binary catalytic systems. Additional coordination of the orthophosphate anion with metal cations Al3+ and Сu2+ is observed. Heating all synthesized orthophosphate samples above 700 °С contributes to their complete dehydration and the emergence of IR spectra characteristic of anhydrous orthophosphate salts.