Жас ғалымдар, магистранттар, студенттер мен мектеп оқушыларының «хxi сәтбаев оқулары»
жүктеу/скачать 4.43 Mb. Pdf көрінісі
|
| «XXI Сәтбаев оқулары»
«СТУДЕНТТЕР» сериясы Катализатордағы металдардың өлшемдеріне реакциялық қабілеттіліктің тәуелділігі хемосорбция және газ фазасындағы реакцияларды зерттеу барысында дәлелденген. Өтпелі металлдардың шағын молекулалармен реакциясы [5] жұмысында толық көрсетілген. Бұл мақалада 2 ден 30 атомға дейін тұратын Ni, Fe, Co, Cu және Nb бөлшектермен H 2 , O 2 , N 2 и D 2 заттарының реакциясы және физикалық, химиялық адсорбцияға көп көңіл бөлінген. Шағын молекулалардың мысалында әртүрлі температурада бірқатар зерттеулер жүргізілді [9, 1–7 б.]. Бір соқтығысу жағдайында W 10 –W 60 мөлшеріндегі вольфрам бөлшектеріне азоттың молекулалық және диссоциативті адсорбциялануы зерттелді [30]. Бірінші және екінші азот молекуласымен вольфрам бөлшектерінің реакция ықтималдығы бөлме температурасы мен сұйық азот температурасында өлшенді (сурет 3). 3 суретте көрсетілгендей W 10 –W 60 вольфрам бөлшектерінің бірінші азот молекуласымен ~80 К температурада әрекеттесу ықтималдығы бөлме температурасындағы реакциямен салыстырғанда жоғары. Бөлме температурасында W15, W22 және W23 кластерлері үшін максимумдар байқалады. W10-W14 аралығындағы кластерлер бөлме температурасында реакцияласуы аз. Төмен температурада тек W 11 бөлшегінің белсенділігі аздау, ал W 15 кластері белсенділік танытады. Төмен температурада зерттелген барлық мөлшердегі вольфрам бөлшектерінің белсенділігі бөлме температурасына қарағанда жоғары. Екінші азот молекуласы бөлме температурасында вольфрам бөлшектерімен іс жүзінде әрекеттеспейді, ал төмен температурада бірінші азот молекуласына қарағанда аз болады. Бұдан, наноқұрылымды катализаторлар қолданылатын катализдік реакцияның жылдамдықтары тек қана бөлшектердің өлшемдеріне ғана емес, сонымен қатар бөлшек ішіндегі атомдар санына және температураға да тәуелді екенін көреміз [10, 30–41 б.]. Жоғарыда келтіріліген мәлімдемелерге сәйкес, нанобөлшектер өлшемдерінің кіші болғанда олардың катализатордың селективтілігіне оң әсер тигізитінін байқауға болады. Дегенмен нанобөлшектердің кішкентайлылығы әр кезде оңтайлы бола бермейді. Атомдардың металлдық кристалдық тордағы қасиеттері оларды қошаған атомдар санымен және өздеріне тән координациялық өлшемдерімен анықталады. Сондықтан катализатор бетінің реакциялық қабілеттілктері атомдардың белгілі жердегі немесе кристаллографиялық шеттегі басқа жерде орналасуына байланысты болып келеді. Заттың наноөлшемді күйге өтуі оның бірегей қасиеттерінің пайда болуына әкеледі. Заттардың наноөлшемді күйіндегі қабылеті, оның ауқымды аналогтарына қарағанда, физикалық қасиеттерінен басқа реакциялық қабілеттері жағынан да ерекшеленеді. Бұл химиялық сенсор, катализаторлар, адсорбенттер сияқты наноөлшемді функционалдар тудыруға негіз болады. Осылардың ішінде ерекше орынды наноөлшемді катализаторлар алады. Себебі, химиялық өндірістің, мұнай өңдеу үрдістерінің 90 % каталитикалық болып табылады. Сонымен қатар каталитикалық үрдістер қоршаған ортаны ластанудан қорғау технологияларының негізі болып отыр. Осыған орай қазіргі таңда наноөлшемді катализаторлар көп қызығушылық тудыруда. Себебі, наноөлшемді катализаторлар өздерінің бірнеше қасиеттерімен ерекшеленуде. Жоғарыда келтірілген мәліметтерге сүйене отырып наноөлшемді катализаторлардың реакциялық қабілеттіліктері олардың электрондық қасиетіне, құрылысына және өлшемдік эффектісіне тәуелді болатынын көруге болады. Наноқұрылымды катализаторлар туралы көптеген зерттеулер нәтижелері оңтайлы болғанымен, әрі қарай зерттелуді қажет ететін факторлар бар. ӘДЕБИЕТТЕР 1 Бухтияров В.И., Слинько М.Г. Металлические наносистемы в катализе // Успехи химии. – 2001. – Т.70, №2. – С. 167- 181. 2 Сергеев Г.Б. Размерные эффекты в нанохимии. // Российский химический журнал, 2008 – №5 – Б. 22 – 29. 3 Yang Ch., Chen Ch. Synthesis, Сharacterization and properties of polyanilines containing transition metal ions // Synthetic Metals. – 2005. – Vol.153. – P. 133-136. 4 Uygun A., Aslan A. Comparative study of conducting polyaniline/ copper and polyaniline nickel composites in the presence of surfactants // Polymer International. – 2010. – Vol. 59. – P. 1162-1167. 5 Gupta K., Chakraborty G., Jana P.C., Meikap A.K. Direct current conductivity of polyaniline-cobalt chloride nanocomposite prepared by wet chemical route // Journal of Physical Sciences. – 2009. – Vol.13. – P. 251-260. 6 Zhou S.., Wu T., Kan J. Effect of Co2+, Ni2+, Cu2+, or Zn2+ on properties of poly-aniline nanoparticles // Journal of Applied Polymer Science. – 2007. – Vol. 106. – P. 652-658. |