ИСТИНА

Медь-содержащие цеолиты являются активными гетерогенными катализаторами в таких реакциях как восстановление оксидов азота и селективное окисление метана в метанол. Последняя реакция представляет особый интерес, так как позволяет конвертировать дешёвый и доступный природный газ в более ценное и легко транспортируемое сырьё. Недавние исследования показали, что Cu-содержащие цеолиты типа морденит (MOR) являются одними из наиболее эффективных систем для этого процесса. Считается, что активными частицами в активации метана выступают оксо-комплексы меди, содержащие в своем составе два или более атомов меди. Такие оксо-комплексы при взаимодействии с метаном способны легко отдавать кислород, при этом степень окисления меди изменяется с Сu2+ до Сu+. Последующая обработка в кислороде приводит к регенерации оксо-комплекса с окислением меди до Сu2+. Таким образом, именно окислительно-восстановительные свойства Сu-содержащих цеолитов являются важнейшей характеристикой этих систем. Следует отметить, что в образцах Сu-MOR присутствует, как правило, несколько типов медь-содержащих частиц. Но на сегодняшний день не существует какого-либо одного метода, позволяющего надежно различить такие частицы. В настоящей работе нами была предпринята попытка применить метод термопрограммированного восстановления водородом (ТПВ) для описания окислительно-восстановительных свойств систем Сu-MOR. В ходе работы были синтезированы несколько серий образцов Сu-MOR, отличающихся способом введения меди. В качестве исходного цеолита был использован коммерческий образец СBV-10А производства компании Zeolyst, представляющий собой цеолит типа морденит с отношением SiO2/Al2O3=10. Медь наносилась на цеолит методами пропитки по влагоемкости, ионного обмена из растворов солей, а также твердофазного ионного обмена. Помимо этого, при приготовлении образцов варьировались природа прекурсора (нитрат или ацетат меди), а также полярность растворителя (вода, водный раствор этанола, абсолютированный этанол). Методом ТПВ было показано, что, в зависимости от условий приготовления, образцы Сu-MOR содержат различные центры, восстановление которых происходит при существенно отличающихся температурах. Обнаружено, что при нанесении меди из раствора этанола образующиеся медные частицы восстанавливаются при меньших температурах, чем в случае водных растворов. Можно предположить, что такие частицы должны проявлять большую активность не только при взаимодействии с водородом, но и в активации метана. Для проверки этого предположения ряд образцов Сu-MOR были испытаны в парциальном окислении метана, проведена корреляция их реакционной способности и восстановительных свойств, определенных по данным ТПВ.