ИСТИНА

Работа посвящена одному из наиболее актуальных направлений в экологическом катализе – разработке способа получения новых каталитических материалов на основе наноструктурированных оксидов переходных металлов, которые могут составить альтернативу существующим катализаторам, содержащим дорогостоящие благородные металлы. Обычные способы получения оксидных материалов не обеспечивают достаточно высоких удельные поверхностей, которые редко превышают нескольких десятков м2/г, что резко ограничивает их практическое применение в качестве эффективных катализаторов окисления. В то же время описанные в научной и патентной литературе препаративные методы получения высокодисперсных оксидов переходных металлов, основанные на технологии т.н. «тепмлатного синтеза», не позволяют получать материалы с термически устойчивой системой пор. Целью работы была разработка новых синтетических приемов в рамках технологии «тепмлатного синтеза», которые позволили бы получать пористые оксидные материалы с термически устойчивой текстурой; определение физико-химических характеристик полученных таким путем материалов, а также их тестирование в модельной реакции полного окисления метанола.

1. Полученные «мягкотемплатным» методом образцы Fe-, CuFe- и Mn- оксидов характеризуются высокими значениями удельных поверхностей – до 450 м2/г, которые в несколько раз превышают удельные поверхности аналогичных образцов, синтезированных «твердотемплатным» способом; при этом важным фактором формирования пористой структуры является природа металла. 2. Наноструктурированные оксиды, синтезированные с применением «мягких» темплатов, текстурно разупорядочены, тогда как «твердотемплатный» синтез дает оксидные материалы, имеющие 2D- гексагональную и 3D-кубическую систему пор. 3. Ультразвуковое (УЗ) воздействие на раствор ПАВ приводит к диспергированию больших мицелл в растворе до молекулярных компонентов, что является ключевым условием получения оксидов с высокоразвитой поверхностью и упорядоченной структурой пор. 4. Снижение температуры синтеза при УЗ-стимулировании позволяет получать оксидные материалы с различной морфологией частиц, что обусловлено спецификой процесса образования мицелл ПАВ в водных растворах. 5. Впервые разработана методика «мягкотемплатного» получения мезопористых оксидов с воспроизводимыми физико-химическими характеристиками и определены условия полного экстрактивного удаления темплата из пор оксидов при сохранении их текстуры. 6. Превращение метанола на наноструктурированных оксидах марганца, железа и кобальта протекает только в направлении полного окисления, причем на всех полученных Mn- и Co- образцах 100%-ый уровень конверсии метанола достигается при температурах ниже 200°С.