Гетерогенный катализ

Гетерогенный катализ Гетерогенный катализ Катализ, при котором фаза катализаторов отличается от фазы реагентов или продуктов   Включает твердофазные катализаторы и газофазные […]

Гетерогенный катализ

  • Гетерогенный катализ

    • Катализ, при котором фаза катализаторов отличается от фазы реагентов или продуктов  
    • Включает твердофазные катализаторы и газофазные реагенты  
    • Важен для крупномасштабного производства и селективного продукта  
  • Адсорбция

    • Процесс связывания молекул газовой фазы с атомами твердой поверхности  
    • Различают физическую и хемосорбцию  
    • Физическая адсорбция: ван-дер-Ваальсовы силы, энергия 3-10 ккал/моль  
    • Хемосорбция: обмен электронами, энергия 20-100 ккал/моль  
  • Поверхностные реакции

    • Реакции на поверхности металлов протекают по цепочке  
    • Механизм Ленгмюра-Хиншелвуда: адсорбция, реакция, десорбция  
    • Механизм Эли-Рида: адсорбция, реакция, десорбция  
  • Конструкция катализатора

    • Катализаторы активны только на определенных участках поверхности  
    • Площадь поверхности влияет на количество активных центров  
    • Пористые материалы увеличивают площадь поверхности  
    • Подложки увеличивают площадь поверхности и стабильность  
  • Принцип Сабатье

    • Взаимодействие поверхности с адсорбатами должно быть оптимальным  
    • Соотношения масштабирования уменьшают размерность пространства  
    • Микрокинетическое моделирование учитывает кинетику  
  • Дезактивация катализатора

    • Потеря каталитической активности и селективности  
    • Яды хемосорбируются и уменьшают количество активных центров  
    • Промоторы увеличивают скорость реакции  
  • Влияние щелочных металлов на синтез аммиака

    • Присутствие щелочных металлов увеличивает скорость диссоциации N2.  
    • Яды и промоторы могут изменять энергию активации и селективность катализатора.  
  • Примеры дезактивации катализатора

    • Спекание: образование кристаллов на поверхности подложки.  
    • Загрязнение: осаждение материалов на катализатор.  
    • Коксование: осаждение тяжелых частиц на поверхности.  
    • Реакции пар-твердое вещество: образование неактивного слоя.  
    • Твердофазное превращение: диффузия атомов на поверхность.  
    • Эрозия: истирание каталитического материала.  
  • Промышленные примеры

    • Восстановление нитрилов при синтезе фенилэтиламина.  
    • Крекинг, изомеризация и преобразование углеводородов.  
    • Окисление монооксида углерода и восстановление монооксида азота.  
    • Окисление углеводородов до воды и углекислого газа.  
    • Асимметричный гетерогенный катализ для получения энантиомерных соединений.  
  • Двухфазный катализ

    • Один раствор содержит катализатор, другой — реагент.  
    • Применяется в производстве бутиральдегида.  
  • Другие примеры

    • Гетерогенный золотой катализ.  
    • Катализаторы на основе наноматериалов.  
    • Наночастицы платины.  
    • Запрограммированное снижение температуры.  
    • Спектроскопия термической десорбции.  

Полный текст статьи:

Гетерогенный катализ

Оставьте комментарий

Прокрутить вверх