2.2.2 Методика 2 (прекурсор – железа (III) хлорид)
0,9 г FeCl3·6H2O растворяют в 30-35 мл 95 %-ного этанола. К полученному раствору прибавляют 1,0 г порошка сорбента, тщательно перемешивают и оставляют на 10-15 мин. По прошествии указанного времени в раствор вносят навеску порошка CH3COONa·3H2O массой 1,3575 г и перемешивают до его полного растворения.
Смесь высушивают при температуре 50-60 °С при периодическом перемешивании стеклянной палочкой до полного удаления этанола. Полученный сухой порошок смачивают этиленгликолем (по каплям) до получения кашицы и помещают в стеклоткань.
Образец помещают в кварцевую трубку, внутренний объём которой несколько раз продувают азотом (аргоном). Трубку нагревают в печи до 300 °С и выдерживают при данной температуре в течение 5 часов в слабом токе азота (аргона).
По окончании синтеза трубку с образцом охлаждают до комнатной температуры в токе азота (аргона). Синтезированный образец Fe3O4-SIRALOX 40/490 промывают дистиллированной водой для удаления немагнитных частиц и остатков реагентов до тех пор, пока промывные воды не станут прозрачными. Для отделения образца используют неодимовый магнит. После этого образец трёхкратно промывают этанолом и высушивают в сушильном шкафу при температуре 50-60 °С.
2.2.3 Модификация магнитных нанокомпозитов рутением
В минимальном количестве комплексного растворителя вода : метанол : ТГФ (1:1:4) растворяют навеску гидроксотрихлорида рутения (IV) из расчёта, представленного в таблице 6.
Таблица 6 – Расчет количества добавляемого соединения рутения
m (композита), г |
m (Ru(OH)3Cl), г |
3,0 |
0,3856 |
1,0 |
0,1285 |
0,5 |
0,0642 |
0,25 |
0,0321 |
К полученному раствору добавляют соответствующее количество магнитного композита, перемешивают и оставляют на 15 мин. Далее образец высушивают в сушильном шкафу при 70 °С при частом (раз в 5-10 мин) перемешивании. Высушенный образец диспергируют в нагретой до 70 °С дистиллированной воде из расчёта 10 мл воды на 1 г образца. Используя pH-метр, при 70 °С и постоянном перемешивании стеклянной палочкой доводят pH раствора до 10,0 посредством добавления по каплям 0,2 н. раствора NaOH. При тех же условиях, используя 25-30 % раствор H2O2, доводят pH раствора до кислого значения. После этого повторно доводят pH щёлочью до 10,0 и дают раствору остыть.
Образец промывают дистиллированной водой до нейтрального значения pH, используя магнит для отделения катализатора от промывных вод.
Восстановление полученного катализатора проводят в токе водорода при атмосферном давлении в течение 2 ч при 300 °С.
2.3 Методики исследования нанокомпозитов в катализе
2.3.1 Гидрирование мальтозы до мальтита
Для исследования активности композитов в процессе гидрирования была использована D-мальтоза. Схема процесса представлена на рисунке 10.
Рисунок 10 – Схема процесса гидрирования D-мальтозы до D-мальтита [50]
Суспензию гетерогенного катализатора с растворителем вносят в автоклав через боковой штуцер, а исследуемое вещество, растворенное в 15 мл растворителя – в загрузочную камеру. Общий объем жидкой фракции составляет 50 мл. Утку-автоклав закрепляют в горизонтальном положении, герметизируют и троекратно продувают водородом. Давление водорода в системе доводят до рабочего. Утку-автоклав нагревают с помощью термостата до необходимой температуры. Образовавшийся избыток водорода аккуратно стравливают. Затем путем встряхивания в течение 1 часа при заданной температуре осуществляют насыщение катализатора водородом. При насыщении водородом встряхивание прекращают, раствор субстрата из загрузочной камеры вводят в автоклав и вновь начинают его встряхивание. Процесс гидрирования проводят при непрерывном встряхивании (частота перемешивания – 480 двухсторонних об/мин). Указанная интенсивность перемешивания позволяет устранить влияние внешне-диффузионных факторов на исследуемый процесс. Отбор проб катализата на анализ осуществляли через определенные промежутки времени.