Цеолитный "нанокатализатор"
Страница 1

Ответ Макеевой Екатерины Анатольевны на задачу "Цеолитный нанокатализатор" секции "Нанохимия"

Какие классы цеолитов Вы знаете (3 балла)?

Обычно цеолиты определяют как трехмерные кристаллические структуры, имеющие однородные поры (необязательно только одного сечения) молекулярных размеров. Поскольку алюминий и кремний (далее Т-атомы) могут быть замещены соответственно на бор, галлий или германий, фосфор, то можно приготовить композиции разного состава, обладающие свойствами цеолитов и обозначаемые как цеолитоподобные структуры. Сейчас известно около 600 цеолитов (из них только около 50 природных). Наиболее распространенные типы синтетических цеолитов - это типы А; Х; Y (исторически - обозначения А, X и Y – условные марки фирмы Линде).


  • Тип А. Базовый материал - алюмосиликат натрия с диаметром пор 4 ? (т.е. 0,4 нм или 4*10-8см ), что соответствует цеолиту с коммерческим названием 4А (NaA ).

  • Тип Х (фожазит). Данная кристаллическая структура построена с более широкими входными отверстиями. Как и для типа А, исходной структурой является натриевая форма с входным отверстием порядка 10?. Соответствует молекулярным ситам 13Х ( NaX).

  • Тип Y. Имеет ту же кристаллическую структуру, что и тип Х, но иной химический состав. Тип Y применяют преимущественно в области катализа (каталитический крекинг).

Основным мотивом вторичной структуры цеолитов А, X и Y можно выбрать усеченный кубом октаэдр – содалитовую ячейку или малую ?-полость с внутренним диаметром 0,66 нм, имеющую четырехчленные (свободный диаметр менее 0,1 нм) и шестичленные кольца (около 0,22 нм) из Т-атомов. В вершинах многогранника расположены 24 Т-атома, а атомы кислорода расположены между ними. Соединение кубооктаэдров через четырехчленные призмы (диаметр полости 0,23 нм) из Т-атомов дает цеолиты типа А, через шестичленные (рис. 3) (0,36 нм) – типа X и Y. В центре призмы расположен катион. На рис. 4 схематически (Т-атомы соединены прямыми, а на самом деле в кольце из Т-атомов три атома кислорода расположены над, а три под плоскостью кольца) изображен фрагмент цеолита типа фожазита. Соединение кубооктаэдров образует систему правильных больших ?-полостей диаметром 1,1 нм (цеолиты А) и 1,2 нм (Х и Y), соединяющихся кольцами (восьмичленные диаметром 0,4–0,5 нм в А и двенадцатичленные, диаметром 0,8–0,9 нм в X и Y).

Другие статьи из раздела

Сен Гобен и студенты

В рамках объявленного французской компанией Сен Гобен конкурса для студентов мы рассказываем коротко о компании и даем несколько несомненно положительных отзывов призеров предыдущих конкурсов.


Чем холодец похож на человека? Коллоидная химия

...Вспомните дрыганье холодца – и, лежа на спине, несколько раз нажмите на живот. Похоже? Очень. Мягкое тело человека и холодец – коллоидные системы. Коллоидная химия – наука о дисперсных системах и поверхностных явлениях. Изучает адгезию, адсорбцию...


Квантовые компьютеры (quantum computers)

Если производительность обычного процессора пропорциональна количеству элементов (транзисторов), то в квантовом компьютере добавление каждого последующего элемента экспоненциально увеличивает его производительность. Считается, что квантовый компьютер, состоящий из 1000 кубитов, будет заведомо превосходить по производительности любые современные компьютеры...