Главная – Журналы – Химия в интересах устойчивого развития 2020 номер 4

Методом “сухого” механического смешения цеолита ZSM-5 с силикатным модулем 40 и порошка никеля со средним размером частиц 50 нм в количестве 0.5 % от массы алюмосиликата в вибромельнице КМ-1 в течение 2 ч приготовлены никельсодержащие цеолитные образцы, которые затем там же дополнительно подвергали механической обработке (МО) в течение 24-120 ч. Степень кристалличности всех никельсодержащих цеолитов определяли с помощью методов ИК-спектроскопии и рентгеноструктурного анализа. Установлено, что при МО снижается степень кристалличности цеолита за счет разрыхления структуры как поликристаллических блоков, так и первичных кристаллитов. Методами ультрафиолетовой и рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии исследовано состояние наноразмерных частиц никеля в полученных образцах. Показано практически полное отсутствие окисления частиц никеля. Методом просвечивающей электронной микроскопии высокого разрешения изучена морфология кристаллов цеолитов до и после МО и установлено, что такая обработка приводит к уменьшению размеров кристаллов ZSM-5 и частичной миграции кластеров никеля с поверхности в поры цеолита. Размеры частиц никеля в начальный период МО уменьшаются, а более длительное механическое воздействие способствует их агломерации. Частицы цеолита ZSM-5 в исходном образце имеют вид крупных агломератов с общими размерами в несколько микрометров. Агломераты состоят из более мелких поликристаллических блоков с размерами 0.5-1.0 мкм. Однако первичными частицами являются кристаллиты цеолита с размерами 50-100 нм. При МО происходит дезинтеграция крупных агломератов цеолита на более мелкие поликристаллические блоки с размерами менее 1 мкм; первичные кристаллиты, образующие поликристаллическую структуру, также диспергируются, уменьшаясь в размере до ~50 нм. Согласно данным низкотемпературной адсорбции азота, МО никельсодержащего цеолита снижает его удельную поверхность и объем пор. Изменение физико-химических свойств катализатора Ni/ZSM-5, вызванное механическим воздействием, при использовании его в процессах нефтепереработки должно способствовать селективной конверсии компонентов сырья и гибкости регулирования в направлении образования целевого продукта.