2.4 Гидрогенизаттың хромато-масс-спектрометриялық анализінің әдістемесі

Гидрогенизаттың ХМС анализін Agilent Technologies 7890A фирмасының газды хромтографында масс-спектрометриялық детектор 5975С-мен жүргізді. Анализ үшін Не маркалы А қозғалмалы фазасын, ұзындығы 30м, қалыңдығы 0,25 мм болатын хроматографиялық НР =5HSбағаны,капилляр ішінде адсорбент жуандығы 0,25 мкм қолданылды. Колонка температурасы уақыт ішінде біртекті 60-тан 300°С-қа дейін өзгереді. Гелий 8мл/с жылдамдықпен көрінеді.

Үлгі колонкаға 1мкл көлеммен 7683Вавтосемплермен енгізіледі. Бөлінуден кейін колонкада зерттелетін үлгі масс-спектрометрдің ионизацияланған камерасына түседі. Камерада түсуден басқа молекулалар 250°С температурада, 70эВ энергиялы электронды соққымен сынықтарға бөлінеді. Сынықтар ионизационды камерадан электростатикалық өріспен созылады және квадрат өрісті конденсаторға зерттелетін үлгінің компоненттерінің масс-спектрлер көмегімен түседі.

Хроматограммалар мен масс-спектрлер MSD Chem Station E 02.00.493 бағдарламасы көмегімен жүзеге асырылды. Масс-спектр бойынша заттардың идентификациясы NIST-8 масс-спектрінің базасында қолданылды.

5. (Feooh, Fe(oa)3, Fe3o4)темір негізінде нанокатализаторлардың синтезі

2.5.1 Fe(oa)3, нанокатализаторының синтезі

Fe(OA)₃ темірінің нано бөлшегін алу әдісі алғаш рет Оңтүстік-Корея ғалымдарымен [34] жұмыстарында жарияланды, ал кейін XintaiSu (КХР Синьзян университеті) профессорымен қатты және ауыр көмірсутек шикізатын өндіру процессі үшін зерттелген [35]. Темір хлоридін (FeCl₃*6H₂O) х/ч (5,4г 20ммоль) натрий олеатымен (C₁₈H₃₃NaO₂) (18,2 г 60ммоль) араластырады, кейін 70мл гексаннан, 40мл этанолданн және 30мл судан тұратын дайындалған қоспаға қосады, одан кейін ерітіндіні 70°С температурада 4 сағат көлемінде қыздырып оны араластырады. Содан кейін жоғарғы органикалық қабатты сулы бөлшектен ажыратады және сумен үш рет шаяды. Темір олеатынан тұратын қызыл-қоңыр сулы ерітінді алынады. Темір олеатынан алынған қоспа Fe₂O₃нано бөлшегін алу үшін қолданылады, кейін темір олеатына (9г мен 10ммоль) олеин қышқылын (C₁₈H₃₄O₂ 1,4 г) қосып оны 50г суға ерітеді.

Судың артық мөлшері вакуумда 100°С температурада 30мин ішінде жойылды. Алынған қоспаны араластырып, біртіндеп 320°С-та 3 сағат көлемінде қыздырады. Азоттың инертті газды атмосферасында Fe₂O₃ темірінің нано бөлшегін құрайтын қатты ерітінді бөлме температурасына дейін салқындатылды, ал кейін қатты ерітіндіге этанолдың шамадан тыс мөлшерін қосады. Содан кейін үш рет қатты ерітінді этанолмен жуылды және центрифугирлеуге ұшырайды. Алынған Fe₂O₃ темірінің нано бөлшегі 105°С температурада бір сағат көлемінде кептіріледі.

2.5.2 Fe3o4нанокатализаторының синтезі

Fe₃O₄нанокатализаторының синтезі Fe₂O₃нанокатализаторының синтезіне ұқсас. Темір хлоридін натрий олеатымен 9,1г араластырып, 15мл су, 35 мл этанол мен 35 мл гександы қосады. Алынған қоспаны 4 сағат көлемінде 70°С температурада қыздырады, ал содан кейін алынған қоспа этанолмен жуылады.

2.5.3 ß- FеOOH нанокатализатор синтезі

150 л деионизирленген суда FeCl₃*6H₂O ерітіп Fe³⁺ 0,04 моль/л концентрациясымен ерітінді алынғанға дейін ерітеді. Алынған ерітіндіні термостатта 76-80°С-қа дейін 12 сағат көлемінде периодты араластырып ұстады. Осыдан кейін түскен қалдықты фильтрлеп оны бөлме температурасында кептіреді. Нанокатализаторлардың алынған үлгісін Philips X,Pert PRO MRD дифрактометр көмегімен рентгенқұрылымды анализбен зерттеді. Нанокатализатордың беткейлік морфологиясын жоғары қаулымен JSPM-5400 сканирленетін зондтық микроскоптың көмегімен зерттеді, ал FEOOH, Fe(OA)₃, Fe₃O₄нано бөлшегінің өлшемін NanoS90 бөлшегінің өлшемін лазерлі анықтауыштың көмегімен анықтайды.

6. ß-FеOOH, Fe(OA)₃, Fe₃O₄ нанокатализаторлардың ерітіндісінде бөлшектің өлшемін анықтау

FеOOH, Fe(OA)₃, Fe₃O₄нанокатализаторлардың ерітіндісінің бөлшегінің өлшемі NanoS90 бөлшегінің өлшемін лазерлі анықтауыштың көмегімен анықтайды.

Үлгімен толтырылған кюветті жабық қақпақпен кюветті бөлімге енгізеді. Кейін Zetasizer Nano (DTS)бағдарламалық қамтамасыз ету енгізіледі. Өлшеу алдында өлшеу параметрлерінің оптимизациясы мен инициализациясы жүреді, ал кейін берілген уақыт интервалында температуралық тұрақтандыру басталады.

Бөлшектің өлшемін анықтау 25°С температурада 8 мин ішінде, 90° бұрышта жүргізеді. Қолданылатын лазердің толқын ұзындығы – 633 нм. Кювет көлемі – 20мл.

6. ß-FеOOH, Fe(OA)₃, Fe₃O₄ нанокатализаторлардыңрентгенфазалы анализі

ß-FеOOH, Fe(OA)₃, Fe₃O₄синтезделген катализаторлардың рентгенфазалық анализін Philips X,Pert PRO MRD төрт кристаллды дифрактометр көмегімен жүргізді.

Cu Ka толқынының 0,154 нм ұзындығымен рентген сәулелену көзіне рентген түтігі (60кВ кернеу, 60 мА тоқ) қызмет етеді. Зонд шоғырының спектральды және бұрыштық монохроматизациясы төрт кристаллды ассиметриялы Ge (220) монохроматоры көмегімен жүзеге асырылады.

Нанокатализатордың алынған үлгілерін Philips X,Pert PRO MRD дифрактометр көмегімен рентгенфазалы анализбен зерттеді.

6. ß-FеOOH нанокатализаторының беткейін зерттеу

ß-FеOOHнанокатализаторының беткейінің топографиясы JEOL фирмасының JSPM-5400 атомды-күш микроскопында түсіріледі. Үлгі процесстің көмегімен таблеткаға бастырылады. Беткейдің түсірілімі AC-AFM режимінде өндірілді, өлшеу әдісі – «Топография». Сканирленетін беткей ауданы 20*20мкм, сканирлеу жылдамдығы 6 мкм/с. Сканирлеу үшін MikroMasch фирмасының CSC37/AIBS зонды қолданылды. Алынған кескіндер 3D-беткейін құруға мүмкіндік беретін, кескіннің профилін сызықтың бойымен құруға, гранулометриялық құрамның анализін жүргізуге, кескіннің Фурье-анализінWinspllDataProcessing бағдарламасының көмегімен талдады. FеOOH және Fe(OA)₃темірінің нано бөлшегінің микросуреттері 6,7-ші суретте ұсынылған.