A sphere model for quantitative analysis of supported catalysts with a low specific surface area by X-ray photoelectron spectroscopy method is developed. New method for estimation of particle size, surface coverage and the surface'density of promoter particles is proposed.

Плазмове азотування, також відоме як іонне азотування або азотування плазмою жевріючого розряду, є методом поверхневого зміцнення. Гази типу аргону, водню і т. ін. можуть використовуватися як каталізатор (поряд з азотом), що допомогає утворенню прошарку нітриду. Товщина, таким чином сформованого прошарку нітриду, може бути приблизно 0,01 - 0,1 мкм. Оскільки товщина прошарку нітриду збільшується, поверхню матеріалу можна зробити твердішою. Твердість поверхні матеріалу можна виміряти різноманітними методами. У цій роботі виміряно твердість з використанням дюрометра.

Квантовохімічним методом СУП МО ЛКАО в наближенні НДП виконано розрахунок електронної структури адсорбційних комплексів кисню і монооксиду вуглецю на поверхні кристалічного AlN (структурний тип вюрциту). Показано, що центрами адсорбції молекулярного кисню є катіони алюмінію, а атомарного - катіони алюмінію та азот. Адсорбований кисень відносно поверхні проявляє акцепторні властивості. В процесі адсорбції СО спостерігається часткове перенесення електронної густини від молекул адсорбату на поверхню каталізатора AlN, що є причиною стабілізації зв'язку С - О.

Розроблено практичний підхід до питання одержання метил-трет-бутилового ефіру, екологічно чистого високооктанового компонента для автомобільних бензинів взаємодією ізобутилену та метанолу в присутності катіонообмінних смол як каталізаторів процесу. Досліджено алкілювання метанолу ізобутиленом на проточній установці, вивчено вплив природи вживаного катіоніту, температури здійснення реакції, об'ємної швидкості на конверсію реагентів та селективність.

На основі високодисперсного алюмовмісного кремнезему одержано гранульовані каталізатори з різним вмістом фази H-ZSM-5 (3 - 59 %), які було застосовано для синтезу диметоксиметану (ДММ) з метанолу та формальдегіду. Активність одержаних каталізаторів перевищує активність чистого цеоліту. Знайдено лінійну залежність виходу ДММ від вмісту кислотних центрів Бренстеда в каталізаторах. Запропоновано механізм утворення ДММ за участю кислотних центрів поверхні.

Вивчено каталітичні властивості Cu/ZSM-5 і Cu/еріоніту в реакції окиснення монооксиду вуглецю. Показано, що досліджені каталізатори, які попередньо оброблено у струмі водню, мають більш високу каталітичну активність у порівнянні з вихідними мідьвмісними цеолітами. Встановлено, що різницю в каталітичних властивостях одержаних систем обумовлено особливостями стану фіксованих у них катіонів міді.

Показано деякі можливості методу неперервного вдавлювання індентора для оцінки міцнісних властивостей композиційних матеріалів, що використовуються для каталізаторів. За допомогою такої оцінки показано необхідність методологічної доробки технології мікромеханічних випробувань. Встановлено, що залежно від форми індентора, що використовується, можна реєструвати традиційні та нетрадиційні діаграми деформування поверхневого шару, а в разі застосування традиційних формул для розрахунку мікротвердості необхідно коригувати отримані розрахункові значення. Відпрацьовано методологію мікромеханічних випробувань під час повторно-статичного навантаження. З використанням експериментальних результатів показано, що метод неперервного вдавлювання індентора високочутливий до процесів структурної перебудови поверхневого шару досліджуваних матеріалів і може бути використаний у разі оптимізації складу та технологічних процесів отримання нових пористих каталізаторів.

Досліджено каталітичні властивості Fe - Te - Mo - O-вмісних каталізаторів з різним ступенем відновлення, а також залежно від кислотності розчинів солей їх приготування в реакції окислювального дегідрування бутену-1 до дивінілу. Встановлено, що невідновлений каталізатор виявляє максимальну активність і селективність, а кращим контактом за виходом дивінілу є каталізатор, який приготували осадженням із розчину солей з рН 7. Визначено оптимальні за виходом дивінілу умови процесу.

Наведено результати дослідження з розробки високопористого, міцного й термостійкого носія зі складною конфігурацією відкритих пор. Підібрано оптимальний склад керамічної маси. Розроблений носій призначено для одержання каталізаторів, що застосовуються в процесах спалювання газоподібного палива й знешкодження газових викидів промислових підприємств та автотранспорту.

Розроблено високотемпературні каталізатори конверсії природного газу, що відрізняються від відомих високою термостійкістю, механічною міцністю і стійкістю до завуглецювання. Високі міцність і термостійкість каталізатора досягаються за рахунок введення в його носій спікаючих і вигоряючих домішок. Застосування лужної домішки запобігає завуглецюванню каталізатора в процесі конверсії нафтозаводських газів. Досліджено фізико-хімічні і механічні властивості каталізаторів. Завдяки високим фізико-хімічним показникам і стійкості до завуглецювання збільшується термін роботи каталізаторів.

Розглянуто проблеми розвитку та аналізу принципу організації теплонапружених газофазних каталітичних реакцій з відведенням тепла з зони каталізу проміжним твердим дрібнодисперсним теплоносієм. Наведено вираз для величини адіабатичного розігріву шару каталізатора в присутності твердого дрібнодисперсного теплоносія.

Вивчено стабілізуючий вплив матриці на водневу форму цеоліту типу У. Показано, що за однакових умов декатіонування воднева форма на основі чистого цеоліту У за активністю в модельній реакції крекінгу кумолу поступається формі НУ на основі цеоліту, синтезованого в каоліновій мікросфері способом "in situ", тобто безпосередньо з матричного матеріалу - каоліну, коли цеолітна фаза не втрачає генетичного зв'язку з матричною. Зроблено висновок, що спосіб "in situ" для одержання цеолітвмісних каталізаторів має переваги перед способом змішування, коли каталізатор готують через попередню гомогенізацію чистого цеоліту та матричного матеріалу.

Представлені результати досліджень розділення дикарбонових кислот методом барботажної кристалізації. Підтверджена доцільність заміни діючого вакуум-кристалізатора на кристалізатор-флотатор періодичної дії, що дозволить збільшити ступінь вилучення адипінової кислоти з маточного розчину до 94% замість 47,3% у порівнянні з промисловим способом. Додатково виділяється розчин, збагачений янтарною кислотою, ступінь вилучення якої складає 89-99% та азотнокислотний розчин, який містить близько 88% глутарової кислоти й мідно-ванадієвого каталізатора, який можна повернути в цикл окислення.

Встановлено, що у випадку застосування N,N-діетилдитіокарбамату міді як аніоноїдного реагенту та каталізатора, селективність процесу взаємодії тетрафтороборату арилдіазонію з акриламідом зменшується, а сама реакція відбувається за радикальним механізмом, на відміну від реакції, що проходить у присутності N,N-діетилдитіокарбамату натрію. Остання реакція відбувається селективно з утворенням продукту аніонарилювання, N,N-діетилдитіокарбаматобензолу та цис-азобензолу. Вихід основного продукту - аміду-2-N,N-діетилдитіокарбамату-3-фенілпропанової кислоти за каталітичних умов приблизно в 13 разів вищий, ніж в некаталітичних.

Проведено дослідження епоксидування октену-1 гідропероксидом третбутилу за наявності молібденвмісних сполук (гексакарбонілу молібдену, ацетилацетонату молібдену, оксиду молібдену (VI), борвмісних сполук (оксиду бору, борної кислоти, бури) та суміші даних сполук. Встановлено, що в реакційній суміші утворюється сполука, яка включає молібден та бор, активність якої вища за індивідуальні молібденові та борні каталізатори.

Запропоновано використовувати плазмову технологію для створення каталізаторів на носіях (кіркових каталізаторів) сферичної та близької до неї форми (діаметр 3 - 30 мм). Число технологічних операцій суттєво скорочується (до 1 - 2) у порівнянні з технологією просочення. Наведено приклади випробовувань і використання кіркових каталізаторів (срібного, нікелевого та нікельхромового) у різних хімічних реакціях. Активність і селективність цих каталізаторів вища, ніж каталізаторів, отриманих за технологією просочення.

Розглянуто методи прямої та опосередкованої кулонометрії стосовно задачі створення нового високоточного газоаналізатора для вивчення концентрації меркаптанів у повітрі та природному газі. Здійснено підбір складу селективного каталізатора для чутливого елемента електрохімічної комірки.

Представлено результати досліджень каталізаторів, як сировини для виготовлення яких були використані гальванічні шлами, відпрацьовані розчини та електроліти. Наведено порівняльну характеристику каталізаторів, одержаних на основі відходів гальванічних виробництв, та промислових каталізаторів, що використовуються в процесах знешкодження газових викидів.

Досліджено реакційну здатність 3-хлорфенолу з епіхлоргідрином у присутності заміщених піридинів. Визначено порядки реакцій за реагентами та каталізатором. Наведено кореляційні рівняння, що дозволяють провести оцінку впливу структури та концентрації каталізатора на швидкість реакції. Ідентифіковано механізм каталізу.

Показано, що карбіди перехідних металів є ефективними каталізаторами реакцій окиснення завдяки їх металоподібній природі, яка поєднується з високою хімічною та термічною стійкістю. Розглянуто результати наших систематичних досліджень каталітичних властивостей карбідів у реакціях окислення водню, моноксиду вуглецю, аміаку і процесу окиснювального сполучення метану (ОСМ). Перші дві реакції відносяться до процесів повного окиснення, реакція окиснення аміаку - до реакцій селективного окиснення. Реакція ОСМ є гетерогенно-гомогенним процесом, який являє собою перспективний спосіб прямого перетворення метану у вищі вуглеводні.