Гетерогенный катализ
Определение
Теории катализа
Катализаторы
Промоторы
Классы гетерогенных катализаторов
Катализ
Адсорбционная теория гетерогенного катализа
Активные центры
Активные центры
Физическая адсобция
Химическая адсобция
Химическая адсобция
Мультиплетная теория катализа А.А. Баландина
Реакции дегидрирования
Основные стадии гетерогенного катализа
Стадии процесса
Полимолекулярная адсорбция
Стадии процесса
Стадии процесса
Обратимость десорбции
Стадии процесса
Сравнение типов катализа
Основные предпосылки к теории
Основные предпосылки к теории
Основные предпосылки к теории
Закономерности обратимой хемосорбции молекул А
Кинетический закон действующих поверхностей:
Изотерма Ленгмюра (1918 г)
Изотерма Ленгмюра
Одновременная адсорбция нескольких газов (А и В)
Механизм Ленгмюра-Хиншельвуда. 1921 г
Механизм мономолекулярной гетерогенной реакции
Пример
Пример
Примеры хемосорбционных процессов.
Механизмы гетерогенного катализа
Механизм Ленгмюра-Хиншельвуда
Механизм Ленгмюра-Хиншельвуда
Механизм Ленгмюра-Хиншельвуда
Механизм Или – Ридиела
Механизм Или – Ридиела (1941)
Механизм Или – Ридиела
Примеры по Или - Ридиелу
Кот в промоторе
0.96M
Категория: ХимияХимия

Гетерогенный катализ

1. Гетерогенный катализ

Лекция 7

2. Определение

Гетерогенный катализ – каталитические
реакции, идущие на поверхности раздела фаз,
образуемых катализатором и реагирующими
веществами. Механизм гетерогенно-каталитических процессов значительно более сложен,
чем в случае гомогенного катализа.
Гетерогенно-каталитические реакции широко
применяются в промышленности, чем
гомогенные и ферментативные. Это
обусловлено тем, что твердые катализаторы
легче отделить от жидкой или газообразной
фазы, в которой содержатся реагенты.

3.

• В промышленности применяют катализаторы:
- в виде цилиндров, гранул диаметром
несколько миллиметров, а также
- катализаторы, получаемые нанесением
активного агента (платины, палладия) на
пористый носитель - активированный уголь,
кизельгур, силикагель, алюмогель.
Количество каталитически активного металла в
нанесенном катализаторе не превышает
нескольких процентов, что дает возможность
экономить драгоценные дефицитные металлы.

4. Теории катализа

• Из-за очень малых концентраций
нанесенного металла на поверхности
носителей находятся не микрокристаллы, а
небольшие группы атомов, которые
Кобозев назвал ансамблями. Он обратил
внимание на то, что за увеличением
количества нанесенного металла на
носителе активность нанесенного
катализатора проходит через максимум.

5. Катализаторы

• Для повышения активности, термодинамической
устойчивости, механической жесткости применяют
катализаторы в виде многокомпонентных систем смешанные и промотированные. Смешанные
катализаторы - это смесь двух или нескольких
оксидов Al2О3, Сr2О3, СаО и МgO, активность
которых является функцией состава.
• Специфической особенностью
гетерокаталитических процессов является
способность катализатора к промотированию и
отравлению.

6. Промоторы

• Промоторы (активаторы), не имеют
каталитические свойства, но повышают
каталитическую активность катализатора.
Например, для железного катализатора для
синтеза аммиака нужен промотор оксид
алюминия. Он покрывает тонкой пленкой
поверхность катализатора и защищает его
от рекристаллизации, сохраняя дефекты в
поверхностном слое, т.е. удельную
активность катализатора.

7.

Для катализируемой металлическим никелем реакции
СО + Н2 ––> СН4 + Н2О
введение небольшой примеси церия приводит к резкому
возрастанию активности катализатора.
Отравление – резкое снижение активности катализатора в
присутствии некоторых веществ (т. н. каталитических ядов).
Для реакции синтеза аммиака (катализатор – губчатое Fe),
присутствие в реакционной смеси соединений S вызывает
резкое снижение активности железного катализатора; в то
же время способность катализатора к адсорбция реагентов
снижается очень незначительно.

8. Классы гетерогенных катализаторов

9. Катализ

Катализатор действует не всей
своей массой, а лишь поверхностными активными
центрами. Скорость такой
каталитической реакции уже
не будет пропорциональной
Металлическая
массе катализатора, как в
платина (показана
гомогенном катализе, а
стрелками), стабилизависеть от удельной площади зированная на
поверхности катализатора:
носителе — оксиде
ri = ±
1
English     Русский Правила