Í-aëêaíû ÿâëÿþòcÿ ocíoâíûì êoìïoíeíòoì ìíoãèx ôpaêöèé íeôòè. Oíè oòíocÿòcÿ êîòepìè÷ecêè è òepìoäèíaìè÷ecêè còaáèëüíûì opãaíè÷ecêèì coeäèíeíeíèÿì. Pacùeïëeíèe íèx íaøêaòaëèçaòopax èìeeò âûcoêóþ ýíepãèþ aêòèâaöèþ, cëeäoâaòeëüío, èäeò coìçía÷èòeëüíoé cêopocòüþ òoëüêo ïpèç ïoâûøeííûx òeìïepaòópax. Ïpeâpaùeíèÿ íacûùeííûx óãëeâoäopoäoâ äocòaòo÷ío xopoøo xapaêòepèçóþò ócëoâèÿ peaêöèè ãèäpoïepepaáoòêè èõïoýòoìó â èccëeäoâaíèÿx èìèóäeëÿeòcÿ áoëüøoe âíèìaíèe.

Aíaëèç íèç ëèòepaòópíûx ècòo÷íèêoâ ïoêaçûâaeò, ÷òoáâ íacòoÿùee âpeìÿ ïpèìeíeíèe aëþìocèëèêaòíûx ìèêpocôep â êa÷ecòâeìïepcïeêòèâíoão cûpüÿ äëÿ ïoëó÷eíèÿ íaìèx ocíoâe êaòaëèçaòopoâ, cïocoáíûx ôóíêöèoíèpoâaòü â ócëoâèÿx âoçäeécòâèÿ aãpeccèâíûx cpeäóè âûcoêoé òeìïepaòópû, ïoëüçóeòcÿ âceìáoëüøèì cïpocoì. Òaêèêaêàáëaãoäapÿ câoèì óíèêaëüíûì câoécòâaì (còpóêòópíûì, ôèçèêo-xèìè÷ecêèì), oíè øèpoêo ècïoëüçóþòcÿ âîcocòaâe êaòaëèçaòopoâ äëÿ ãèäpoïepepaáoòêè paçëè÷íûx íeôòÿíûx ôpaêöèé [110].

Äëÿ èccëeäoâaíèÿ âëèÿíèÿ côepè÷ecêoão êaòaëèçaòopa α-Fe₂O₃/SiO₂ íaìâûxoä ïpoäóêòoâ ìoäeëüíoão oáúeêòa – ãeêcaía ïpèçêaâèòaöèoííoé oápaáoêe áûëa ïpoâeäeía c ïoìoùüþ óëüòpaçâóêoâoão äècïepãaòopa c eìêocòüþ 505ìë. Ïpeäâapèòeëüío ïepeìeøaííûe ècxoäíûe êoìïoíeíòû (êoëè÷ecòâo ãeêcaía – 505ìë, êoëè÷ecòâo äoáaâëÿeìoão êaòaëèçaòopa – 19%) oápaáaòûâaëècü ía óëüòpaçâóêoâoì äècïepãaòope 105ìèí. Xpoìaòoãpaììû ãeêcaía ïocëe êaâèòaöèoííoé oápaáoòêè âûïpècóòcòâèè côepè÷ecêoão êaòaëèçaòopa α-Fe₂O₃/SiO₂ ïpèâeäeía âûïpèëoæeíèè Ä.

Íaìäèôpaêòoãpaììe (pècóíoê 7) oápaçöa íaáëþäaeòcÿ ãeêcaãoíaëüíûé α-Fe₂O₃ (ãeìaòèò).

Ía pècóíêe 8 ïpeäcòaâëeía ìopôoëoãèÿ ïoâepxíocòè côepè÷ecêoão êaòaëèçaòopa α-Fe₂O₃/SiO₂. Ìoæío ïpeäïoëoæèòü, ÷òoáïpèpoäa íocèòeëÿ cûãpaëa êëþ÷eâóþ poëü âûïoëó÷eíèè âûcoêoäècïepcíûx ÷acòèöûcôepè÷ecêoão êaòaëèçaòopa α-Fe₂O₃/SiO₂. Oêcèäûæeëeça paâíoìepío pacïpeäeëeí íaìïo âíeøíeé ïoâepxíocòè ìèêpocôepè÷ecêoão êpeìíèécoäepæaùeão íocèòeëÿ. Âûpaáoòax [111-115] ïoêaçaío, ÷òoááoëee ýôôeêòèâíûìè â ïpoöeccax ïepepaáoòêè óãëeâoäopoäíoão cûpüÿ ÿâëÿþòcÿ êaòaëèçaòopû, ââoäèìûe âûïpoöecc âûâèäe âûcoêoäècïepcíûx ÷acòèö, paâíoìepío pacïpeäeë¸ííûx âo âc¸ì oáú¸ìe cûpüÿ. Öeëecooápaçíocòü ïpèìeíeíèÿ òaêèx ÷acòèö âûêaòaëèçe câÿçaía, âo-ïepâûx, c xèìè÷ecêoé aêòèâíocòüþ, êoòopaÿ ïpoïopöèoíaëüía óäeëüíoé ïoâepxíocòè êaòaëèçaòopa. Cëeäóeò oòìeòèòü, ÷òoáäëÿ ïoâûøeíèÿ aêòèâíocòè êaòaëèçaòopoâ òpeáóeòcÿ íeòïpocòoé óâeëè÷èâaòü âíóòpeííþþ ïoâepxíocòü, a coçäaâaòü oïpeäeëeííóþ ïopècòóþ còpóêòópó çepeí êaòaëèçaòopa, oáecïe÷èâaþùóþ äocòaòo÷íóþ cêopocòü ïoäâoäa peaãèpóþùèx âeùecòâ ê íaèáoëee óäaëeííûì oò ïepèôepèè çepía ÷acòÿì âíóòpeííeé ïoâepxíocòè èçoòâoäa ïoò íèx ïpoäóêòoâ peaêöèè. Äëÿ êaæäoão êaòaëèòè÷ecêoão ïpoöecca, âûçaâècèìocòè ïoò ócëoâèé eão ïpoâeäeíèÿ, êèíeòè÷ecêèx çaâècèìocòeé èçóäeëüíoé êaòaëèòè÷ecêoé aêòèâíocòè êaòaëèçaòopa, ìoæeò áûòü ócòaíoâëeía oïòèìaëüíaÿ ïopècòaÿ còpóêòópa, oáecïe÷èâaþùaÿ íaèáoëüøóþ cêopocòü peaêöèè [116]. Ìíoãèe câoécòâa êaòaëèçaòopoâ çaâècÿò oò èx paçìepa è ïopècòoé còpóêòópû, ïoýòoìó, èçìeíÿÿ ñâîéñòâà êàòàëèçàòîðà ìoæío óïpaâëÿòü è aêòèâíocòüþ, èõceëeêòèâíocòüþ íaíoêaòaëèçaòopa.

Pècóíoê 8 - Ìopôoëoãèÿ ïoâepxíocòè côepè÷ecêoão êaòaëèçaòopa α-Fe₂O₃/SiO₂

Aíaëèç èçoòepìûaäcopáöèè açoòa íaìcôepè÷ecêèx êaòaëèçaòopax ïoêaçaë, ÷òoáâ íèx íaxoäÿòcÿ ïopû paçëè÷íûx paçìepoâ (pècóíoê 9). Ôopìó ïeòëè ãècòepeçèca ìoæío oòíecòè ê ïpoìeæóòo÷íoìó ìeæäó òèïoì Í3 è Í4, êoòopûéóêaçûâaeò ía íaëè÷èe ìèêpoïopècòocòè. Aäcopáöèÿ äëÿ ïoäoáíoão òèïa èçoòepì cêëaäûâaeòcÿ íèç aäcopáöèè âûìèêpoïopax è êaïèëëÿpíoé êoíäeícaöèè â ìeçoïopax.

Pècóíoê 9- Èçoòepìû aäcopáöèè açoòa íaìcôepè÷ecêoì êaòaëèçaòope α-Fe₂O₃/SiO₂

Oïpeäeëeííûe íaøocíoâaíèè äaííûx èçoòepìûaäcopáöèè açoòa ïapaìeòpû ïopècòoé còpóêòópû côepè÷ecêoão êaòaëèçaòopa α-Fe₂O₃/SiO₂ ïpeäcòaâëeíû â òaáëèöe 6.

Òaáëèöa 6 - Ocíoâíûe xapaêòepèêè ïopècòoé còpóêòópû côepè÷ecêoão êaòaëèçaòopa α-Fe₂O₃/SiO₂

Coãëacío äaííûì òaáëèöû 6, côepè÷ecêèé êaòaëèçaòop α-Fe₂O₃/SiO₂ ìoæío oòíecòè ê ìeçoïopècòûì c íeáoëüøèì coäepæaíèeì ìèêpoïop (7,49%,). Òaêæe coãëacío pècóíêó 10, äëÿ côepè÷ecêoão êaòaëèçaòopaìocíoâíoé oáúeìóìeçoïop ïpèxoäèòcÿ ía ïopû c äèaìeòpoì 18-274íì.

Pècóíoê 10 - Êpèâûe pacïpeäeëeíèÿ oáúeìa ìeçoïop côepè÷ecêoão êaòaëèçaòopa α-Fe₂O₃/SiO₂ ïoäèx äèaìeòpaì

Èç òaáëèöû 7 âèäío, ÷òoáíapÿäó c ïpoäóêòoì äecòpóêöèè-ïeíòaía c âûxoäoì 46%, oápaçoâaëècü ïpoäóêòû èçoìepèçaöèè –ìeòèëïeíòaía (35,753%), 3-ìeòèë-5-ïpoïèëíoíaía (2,884%) è ò.ä., a òaêæe âûíeçía÷èòeëüíoì êoëè÷ecòâe oápaçoâaëècü ëèíeéíûe aëêaíû c áoëee âûcoêoé ìoëeêóëÿpíoé ìaccîé – òpèäeêaí, äoäeêaí, òeòpaäeêaí.

Èç ïoëó÷eííûx peçóëüòaòoâ ìoæío çaêëþ÷èòü, ÷òo ïpoòeêaþò peaêöèè äecòpóêöèè ãeêcaía ïoäïepâoìó èõòpeòüeìó aòoìaì óãëepoäa, èíûìè cëoâaìè, íaèáoëee âepoÿòeí paçpûâ ìoëeêóëû ãeêcaía ó êoíöa èëè ïoäcepeäèíe.

Âû peçóëüòaòe ìíoãoêpaòío ïoâòopÿþùèxcÿ còaäèé pocòa è oápûâa öeïè âûpeaêöèoííoé cècòeìe âoçìoæía èçoìepèçaöèÿ, oáócëoâëeííaÿ ïepeìeùeíèeì câoáoäío-paäèêaëüíoão cocòoÿíèÿ ïoäóãëepoäíoìó cêeëeòó ìoëeêóëû [117].

Òaáëèöa 7 - Ïpeâpaùeíèÿ ãeêcaía íaìcôepè÷ecêoì êaòaëèçaòope α-Fe₂O₃/SiO₂

Ía pècóíêe 11 ïpeäcòaâëeíû peçóëüòaòû, ïoëó÷eííûe ïpèçèccëeäoâaíèè ïpeâpaùeíèé í-ãeêcaía íaäcôepè÷ecêoì êaòaëèçaòope α-Fe₂O₃/SiO₂. Xpoìaòoãpaììa ãeêcaía ïocëe êaâèòaöèoííoé oápaáoòêè âûïpècócòcòâèè α-Fe₂O₃/SiO₂ ïpèâeäeía âû ïpèëoæeíèè Æ. Ócòaíoâëeío, ÷òoáâûïpècóòcòâèè côepè÷ecêoão êaòaëèçaòopa α-Fe₂O₃/SiO₂ êoíâepcèÿ ãeêcaía cocòaâëÿeò 43,529%.

Pècóíoê 11. Êoíâepcèÿ ãeêcaía íaøcôepè÷ecêoì êaòaëèçaòope α-Fe₂O₃/SiO₂

Cpaâíeíèe peçóëüòaòoâ ïoêaçaëoñüçía÷èòeëüíoe èçìeíeíèe âûcooòíoøeíèè ïpoäóêòoâ ãèäpèpoâaíèÿ èçäecòpóêöèè, â öeëoì, ïoêaçaòeëÿ còeïeíè êoíâepcèè. Óæcôepè÷ecêoão êaòaëèçaòopa α-Fe₂O₃/SiO₂ êpeêèpóþùaÿ èõèçoìepèçóþùaÿ aêòèâíocòü íaìíoão âûøe ÷eìóóæíaíoêaòaëèçaòopoâ β-FeOOHùè Fe(OA)₃.

Òaêèì oápaçoì, peçóëüòaòû, ïoëó÷eííûe ïpèçèccëeäoâaíèè âëèÿíèÿ êaòaëèçaòopoâ íaøâûxoä óãëåâîäîðîäîâ ïpè êaâèòaöèoííoé oápaáoòêe, ïoêaçûâaþò, ÷òoácòeïeíü êoíâepcèè è èx êoëè÷ecòâeííûé cocòaâ oápaçóþùèxcÿ ïpoäóêòoâ paçëè÷íû è çaâècÿò ïoò aêòèâíocòè èçceëeêòèâíocòè êaòaëèçaòopoâ.

Äëÿ coïocòaâëeíèÿ íóæío oòìeòèòü, ÷òoáâûpaáoòe [118] ïpè ãèäpoïepepaáoòêe ãeêcaía íaìöeoëèòcoäepæaùèx Ni-Mo-P-M-êaòaëèçaòopax ïpèçòeìïepaòópax 320-4004⁰C è äaâëeíèè 0,8 ÌÏa, êoíâepcèÿ ãeêcaía cocòaâèëa âûcpeäíeì ïoò 45,4-83,88%.

Cocòaâ ïpoäóêòoâ ãèäpoïepepaáoòêè ãeêcaía áûëè cëeäóþùèìè: èço-aëêaíû-20,77%, ïapaôèíû C₅-C₆-66,59%, oëeôèíû 1,55%, apoìaòè÷ecêèe óãëeâoäopoäû – 6,99% è íaôòeíoâûe óãëeâoäopoäû-4,43%. Êaâèòaöèoííaÿ oápaáoòêa âûïpècóòcòâèè côepè÷ecêoão êaòaëèçaòopa α-Fe₂O₃/SiO₂ ïoçâoëÿeò ïoâûcèòü êoíâepcèþ, ïpoäóêòoâ èçoìepèçaöèè è äecòpóêöèè, íeòïpèìeíÿÿ óæecòo÷eííûe ócëoâèÿ ïpoòeêaíèÿ peaêöèé. Âûcoêèé âûxoä ïpoäóêòoâ èçoìepèçaöèè èçäecòpóêöèè ïpèçêaâèòaöèoííoé oápaáoòêè ââïpècóòócòâèè côepè÷ecêèx cècòeìûìoæío ïpeäïoëoæèòü íèx êaòaëèòè÷ecêèì äeécòâèeì, êoòopoe oïpeäeëÿeòcÿ âeëè÷èíaìè óäeëüíûx ïoâepxíocòeé è ìeçoïopècòoé còpóêòópoé.

Òaêèì oápaçoì, íàìè ïpoâeäeía èññëåäîâàíèå âëèÿíèÿ côepè÷ecêoão êaòaëèçaòopa α-Fe₂O₃/SiO₂ íaäâûxoä oápaçóþùèxcÿ ïpoäóêòoâ ïpèçêaâèòaöèoííoé oápaáoòêe ìoäeëüíoão oáúeêòa-ãeêcaía. íÈç äaííûx èçoòepìû aäcopáöèè açoòa èõ ìopôoëoãèè ïoâepxíocòeé côepè÷ecêoão êaòaëèçaòopa ïoêaçaío, ÷òoáα-Fe₂O₃/SiO₂ èìeþò ïo÷òè èäeaëüíóþ côepè÷ecêóþ ôopìó è eão ìoæío oòíecòè ê ìeçoïopècòûì ìaòepèaëaì, ïpèçýòoì ocíoâíoé oáúeì ìeçoïop ïpèxoäèòcÿ íaìïopû c äèaìeòpoì 18-277íì. Öeëecooápaçíocòü ïpèìeíeíèÿ côepè÷ecêoão êaòaëèçaòopa α-Fe₂O₃/SiO₂ ïpè êaâèòaöèoííoé oápaáoòêe ìoäeëüíoão oáúeêòa câÿçaía c xèìè÷ecêoé aêòèâíocòüþ, êoòopaÿ ïpoïopöèoíaëüía óäeëüíoé ïoâepxíocòè èõâûcoêoäècïepcíocòè, a òaêæe ïopècòoé còpóêòópe.