Влияние добавок на физико-химические свойства поверхности VPO-катализатора

Abstract

Изучено влияние промотирующих добавок (Мо, Вi, Te, Zr, La, Ti, W, Fe) на физико-химические свойства поверхности VPO-катализаторов. Образцы исследованы методами рентгеновского фазового анализа, рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии, инфракрасной спектроскопии, определены их удельные поверхности по тепловой десорбции азота, а также типы кислотных центров на поверхности по адсорбции пиридина и 2,6-диметилпиридина. Установлено, что введение малых количеств добавок (Me/V = 0,05) не влияет на фазовый состав VPO-композиции. Исключением является VPО-образец с добавкой лантана, при введении которой образуется фаза пятивалентного ванадия. Установлено, что при увеличении количества добавки (Ti, W, Fe, Те) в катализаторе наблюдается частичная аморфизация образца. Показано, что добавки висмута и лантана образуют фазы BiPO4 и LaPO4 соответственно. Введение добавок изменяет энергию связи О 1s-электронов поверхности катализаторов, что свидетельствует об изменении эффективного отрицательного заряда на атоме кислорода. При введении добавки соотношение P/V на поверхности увеличивается, однако изменение кислотных характеристик катализаторов в большей степени связано с изменением содержания льюисовских кислотных центров, чем бренстедовских.

Вивчено вплив промотуючих домішок (Мо, Вi, Te, Zr, La, Ti, W, Te) на фізико-хімічні властивості поверхні VPO-каталізаторів. Зразки досліджено методами рентгенівського фазового аналізу, рентгенівської фотоелектронної спектроскопії, інфрачервоної спектроскопії, визначено питомі поверхні методом теплової десорбції азоту, а також визначено типи кислотних центрів на поверхні по адсорбції піридина та 2,6-диметилпіридина. Встановлено, що введення домішок у співвідношенні Me/V = 0,05 не впливає на фазовий склад VPO-композиції. Виключенням є VPО-зразок з домішкою лантану, у разі введення якої утворюється фаза п’ятивалентного ванадію. Встановлено, що із збільшенням кількості домішки (Ti, W, Fe, Те) в каталізаторі спостерігається часткова аморфізація зразка. Показано, що домішки вісмуту та лантану утворюють фази BiPO4 и LaPO4 відповідно. Введення домішок змінює енергію зв’язку О 1s-електронів поверхні каталізаторів, що засвідчує зміну ефективного негативного заряду на атомі кисню. При введенні домішки співвідношення P/V на поверхні збільшується, але зміна кислотних характеристик каталізаторів здебільшого пов’язано зі зміною вмісту льюїсовських кислотних центрів, ніж бренстедовських.

An influence of the additives (Mo, Вi, Te, Zr, La, Ti, W, Te) on physical-chemical properties of VPO-catalysts surface was studied. Samples were investigated by means of the X-ray phase analysis, X-ray photoelectron spectroscopy, infrared spectroscopy methods. There were defined specific surfaces area by way of the nitrogen thermal desorption method and acidic characteristics by way of dimethylpyridine and 2,6-dimethylpyridine adsorption. It was defined that introduction of small amounts of additives (Me/V = 0,05) bears no impact on the VPO-composition phase constitution. An exception is the VPO-sample with the La additive with the V+5 vanadium phase arising due to its introduction. An increase in the amount of the additive (Ti, W, Fe, Те) in the catalyst was shown to result in the partial sample amorphization. It was shown that additives Вi and La form BiPO4 and LaPO4 phases, correspondingly. Introduction of the additives modifies O 1s-electrons binding energy of the catalysts surface, which evidences modification of an effective negative charge on oxygen atoms. Furthermore, the additive introduction increases atomic ratio P/V on the surface. However, the change of catalysts acidic properties is more connected with the modification of the Lewis acidic centers, than with the Bronsted acidic centers.