ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ИК-СПЕКТРОСКОПИИ ДЛЯ ИЗУЧЕНИЯ СТРУКТУРЫ НИЗКОМОДУЛЬНЫХ ЦЕОЛИТОВ
Аннотация
Приведено краткое описание структуры цеолитов с низким модулем. Были обсуждены вопросы образования «строительных» элементов. В частности, подробно описаны структуры тетраэдров TO4, простого четырехчленного кольца (S4R), двойного четырехчленного кольца (D4R), простого шестичленного кольца (S6R), двойного шестичленного кольца (D6R), α-ячейки и β-ячейки. Для исследования структуры цеолитов были использованы ИК-спектроскопия и рентгеновская дифракция. Были представлены типы колебаний межатомных связей (валентные и деформационные). Описаны причины появления полос поглощения в ИК спектрах. Обобщены литературные данные для ИК-спектроскопических исследований структуры цеолитов. Были выделены диапазоны локализации полос поглощения на ИК спектрах для алюмосиликатных каркасов, а также для ОН-групп и молекулярной воды. Выявлены полосы поглощения, соответствующие валентным и деформационным колебаниям TO4, S4R, D4R, S6R и D6R. Приведены примеры рентгенограмм и инфракрасных спектров для образцов цеолитов LTA и SOD, которые были получены из смесей метакаолина и гидроксида натрия с атомным соотношением Si:Al, равным 1:1 и 1:1⅓, с использованием механохимической активации или ультразвуковой обработки и прокаленных при различных температурах. Было показано, что в ИК спектре SOD полосы поглощения TO4 и S4R отчетливо идентифицируются. Установлено влияние механохимической и ультразвуковой обработки исходных сырьевых ингредиентов на интенсивность полос поглощения. Также было показано изменение ИК спектра цеолита LTA после прокаливания. Установлено, что с увеличением температуры прокаливания интенсивность полос поглощения S4R, D4R уменьшается, что свидетельствует о разрушении каркаса цеолитов.
Для цитирования:
Кульпина Ю.Н., Прокофьев В.Ю., Гордина Н.Е., Хмылова О.Е., Петухова Н.В., Газахова С.И. Использование ИК спектроскопии для изучения структуры низкомодульных цеолитов. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2017. Т. 60. Вып. 5. С. 44-50
Литература
Break D. Zeolite molecular sieves. John Wiley & Sons. 1974. 682 p.
International Zeolite Association – http://www.iza-structure.org/. Data of request 30.05.2016.
Pansu M., Gautheyrou J. Handbook of Soil Analysis. Mineralogical, Organic and Inorganic Methods. Berlin: Springer-Verlag. 2006. 993 p. DOI: 10.1007/978-3-540-31211-6.
Jacobs W.P.J.H., Jobic H., van Wolput J.H.M.C., van Santen R.A. Zeolites. 1992. V. 12. N 3. P. 315–319. DOI: 10.1016/S0144-2449(05)80301-X.
Ríos C.A., Williams C.D., Fullen M.A. Appl. Clay Sci. 2009. V. 42. N 3-4. P. 446–454. DOI: 10.1016/j.clay.2008.05.006.
Plyusnina I.I. Infrared spectra of silicates. M: Izd-vo MGU. 1977. 456 p. (in Russian).
Coutinho D., Orozio-Tevan R.A., Reidy R.F., Balkus Jr.K.J. Micropor. Mesopor. Mater. 2002. V. 54. N 3. P. 229–248. DOI: 10.1016/S1387-1811(02)00382-7.
Miecznikowski A., Hanuza J. Zeolites. 1985. V. 5. N 3. P. 188–193. DOI: 10.1016/0144-2449(85)90029-6.
Albert B.R., Cheetham A.K., Stuart J.A., Adams C.J. Micropor. Mesopor. Mater. 1998. V. 21. N 1-3. P. 133–142. DOI: 10.1016/S1387-1811(97)00059-0.
Zhou Ch., Alshameri A., Yan Ch., Qiu X., Wang H., Ma Y. J. Porous Mater. 2013. V. 20. N 4. P. 587–594. DOI: 10.1007/s10934-012-9631-9.
Vaičiukynienė D., Kantautas A., Vaitkevičius V., Jake-vičius L., Rudžionis Ž., Paškevičius M. Ultrason. Sonochem. 2015. V. 27. P. 515–521. DOI: 10.1016/j.ultsonch.2015.06.001.
Kiselev A.B., Lygin V.I. Infrared spectra of the surface compounds and the adsorbed substances. M.: Nauka. 1972. 384 p. (in Russian).
Boldyrev A.I. Infrared spectra of minerals. M.: Nedra. 1976. 362 p. (in Russian).
Prokof'ev V.Yu., Gordina N.E. Appl. Clay Sci. 2014. V. 101. P. 44–51. DOI: 10.1016/j.clay.2014.07.008.
Yang C., Xu Q. Zeolites. 1997. V. 19. N 5-6. P. 404–410. DOI: 10.1016/S0144-2449(97)00103-6.
Kogelbauer A., Lercher J.A., Steinberg K.H., Roessner F., Soellner A., Dinitriev R.V. Zeolites. 1989. V. 9. N 3. P. 224–230. DOI: 10.1016/0144-2449(89)90030-4.
Jacobs P.A., Martens J.A., Weitkamp J., Beyer H.K. Faraday Discussions. 1981. V. 72. P. 353–369. DOI: 10.1039/dc9817200353.
Gribina I.A., Tarasevich A.U. Theor. Eksperimental. Khim. 1972. V. 8. N 4. P. 512-517 (in Russian).
Jacobs P.A., Uytterhoeven J.B. J. Chem. Soc., Faraday Trans. I. 1973. V. 69. P. 359–372. DOI: 10.1039/f19736900359.
Domokos L., Lefferts L., Seshan K., Lercher J.A. J. Mol. Catal. A. 2000. V. 162. N 1-2. P. 147–157. DOI: 10.1016/S1381-1169(00)00286-7.
Detrekoy E.J., Jacobs P.A., Kallo D., Uytterhoeven J.B. J. Catal. 1974. V. 32. N 3. P. 442–451. DOI: 10.1016/0021-9517(74)90095-5.
Khabtou S., Chevreau T., Lavalley J.C. Micropor. Mater. 1994. V. 3. N 1-2. P. 133–148. DOI: 10.1016/0927-6513(94)00015-8.
Beyer H.K., Jacobs P.A., Uytterhoeven J.B., Till F. J. Chem. Soc. Faraday Trans. I. 1977. V. 73. P. 1111–1118. DOI: 10.1039/f19777301111.
Jia M., Lechert H., Foerster H. Zeolites. 1992. V. 12. N 1. P. 32–36. DOI: 10.1016/0144-2449(92)90006-B.
Emeis C.A. J. Catal. 1993. V. 141. N 2. P. 347–354. DOI: 10.1006/jcat.1993.1145.
Karge H.G. Z. Phys. Chem., Neue. Folge. 1980. V. 122. N 1. P. 103–116. DOI: 10.1524/zpch.1980.122.1.103.
Mora M., López M.I., Jiménez-Sanchidrián C., Ruiz J.R. J. Porous Mat. 2013. V. 20. N 2. P. 351–357. DOI: 10.1007/s10934-012-9604-z.
Datka J., Gil B., Kubacka A. Zeolites. 1996. V. 17. N 5-6. P. 428–433. DOI: 10.1016/S0144-2449(96)00009-7.
Maache M., Janin A., Lavalley J.C., Benazzi E. Zeolites. 1995. V. 15. N 2. P. 507–516. DOI: 10.1016/0144-2449(95)00019-3.
