ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Катализаторы на носителях. Адсорбционные катализаторы из "Курс физической химии Том 2 Издание 2" При некоторых аналитических видах зависимости f(Q) интеграл (XIII, 13) или не берется в конечном виде в элементарных функциях, или получаемые выражения громоздки и неудобны для практического применения. Поэтому в теории процессов на неоднородных поверхностях важную роль играют методы приближенного решения уравнений типа (XIII, 13). Остановимся на методе приближения, развитом в исследованиях С. 3. Рогинского. [c.327] Предполагается, что при достаточно широкой неоднородности можно пренебречь разностью площадей / и 2 на рис. ХП1,6, т. е. что площадь, ограниченная кривой 0 — 0, приблизительно равна площади, ограниченной ординатой от точки перегиба и прямой 0=1. [c.328] При помощи этого метода можно вывести изотермы и изобары и для других видов зависимости f Q). Кроме того, оказывается возможным решить обратную задачу — по известному из опыта аналитическому виду изотермы найти функцию распределения. [c.329] Поскольку к Е) имеет наибольшее значение при Емпя и экспоненциально спадает с увеличением Е, процесс фактически идет на небольшой доле активных центров, обладающих наименьшими энергиями активации (разумеется, если во время реакции не происходит изменения поверхности, например самоотравления активных центров продуктами реакции). На графике появляется определенный участок шириной ЛЕ, примыкающий к краю распределения с наименьшими значениями Е, который С. 3. Рогинский назвал контролирующей полосой. Этот участок и определяет ход всего процесса, идущего на самых активных центрах. Если выводить каким-либо способом наиболее активные центры из строя, например отравлять их контактным ядом, контролирующая полоса будет сдвигаться вправо и процесс на том же катализаторе пойдет с большой энергией активации. [c.329] НОГО твердого тела с достаточно развитой поверхностью. В каче стве носителей обычно применяют пористые тела — силикагель, активный уголь, алюмогель, асбест, пемзу и др. [c.330] Наиболее типичным способом приготовления таких катализаторов является нанесение на поверхность носителя какого-либо соединения каталитически активного металла, с последующим его восстановлением или термическим разложением. Этим достигается резкое увеличение удельной активности металла и экономия его, что особенно важно, когда катализаторами являются такие доро-хие металлы, как платина, палладий, осмий, иридий и др. Носитель не только способен в небольших пределах изменять активность катализатора он является одновременно промотором, а иногда влияет и на избирательность нанесенных катализаторов (М. Е. Ададуров) и термическую стойкость их. [c.330] Устойчивость катализатора на носителе по отношению к действию ядов, как правило, также резко повышается по сравненик с устойчивостью массивных и порошкообразных металлических катализаторов. Например, спад активности платиновой черни (при разложении перекиси водорода) наблюдается уже при прокаливании ее до 300—350 °С. Платина же, нанесенная на силикагель почти не изменяет своей активности при прокаливании до 700 и даже до 900 °С. Препятствуя спеканию , носитель продлевает срок службы катализатора и увеличивает интервал температур, при которых этот катализатор достаточно активен. Благодаря этому оказывается возможным во многих случаях повышать температуру реакции, ускоряя ее и повышая выход полезных продуктов. Столь же показательно отношение нанесенных катализаторов-и к действию ядов. Например, кристаллический палладий при адсорбции 2,5-10 г-атом яда (ионов ртути) на 1 г-атом палладия теряет 86,9% своей каталитической активности. Палладий, адсорбированный на угле, при том же соотношении яда и активного металла теряет только 17% первоначальной активности. Аналогичные соотношения наблюдаются и для других катализаторов. [c.330] В областях миграции, по тем или иным причинам лишенных активных центров. [c.331] Таким образом, степень заполнения — это доля поверхности, занятая атомами катализатора. [c.331] Катализаторы на носителе имеют не только чисто практическое значение. Приготовляя сильно разведённые, так называемые адсорбционные катализаторы, можно получать активные образцы, для которых степень заполнения носителя активным веществом равна 10 -7- Ю моноатомного слоя. Благодаря блочному строению поверхности поверхностная подвижность в таких образцах полностью ограничена областями миграции, и практически все нанесенное вещество находится в адсорбированном докристалличе-ском состоянии. В этой связи возникает задача определить, каково будет, при заданном общем количестве нанесенных атомов М, распределение их по областям миграции, т. е. какое число областей миграции будет заполнено тем или другим количеством атомов катализатора. [c.331] Таким образом, исходя из принятой модели, получим распределение атомов катализатора, описываемое законом Пуассона, который находит применение во многих областях физики, например в теории флуктуаций. [c.332] Уравнение (ХП1,31) показывает, что каждому N соответствует определенное число ансамблей того или иного состава. На рис. ХП1,9 показан ход кривых = /( V/Zo). Как видно, каждая кривая имеет максимум при п = V = Л До. [c.332] Поскольку для адсорбционных катализаторов известно абсолютное число атомов катализатора на поверхности, можно ввести абсолютное значение каталитической активности, позволяющее сопоставлять производительность различных катализаторов (см. [c.332] Вернуться к основной статье