ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Хемосорбционные силы их роль в гетерогенном катализе из "Курс коллоидной химии 1984" Типичный пример изменения структуры адсорбата — хемосорбция молекул Н2 на углероде. При приближении молекулы Нг к паре соседних атомов С связь Н—Н растягивается (или сжимается) до расстояния I между атомами в решетке и в активационный барьер хемосорбции включается работа растяжения связи. Квантово-механические расчеты показывают, что энергия активации в данном примере минимальна (28 кДж/моль) для / = 0,35 нм. Для графита и алмаза I = 0,14—0,15 нм и расчетное значение составляет 180 кДж/моль. Однако на поверхности всегда мол ыо найтн пары, отвечающие минимуму Еа (1 = 0,35 нм) (экспериментальным значениям Еа отвечает 0,28 нм). Для адсорбата в данном примере длина ковалентных связей С—С может практически сохраняться, но поверхностное состояние комплекса адсорбент — адсорбат изменится. [c.129] Для структуры адсорбционного слоя весьма существенно взаимодействие между молекулами адсорбата. Если в случае физической адсорбции, осуществленной межмолекулярными силами (см. раздел IX.III), оно сводится к латеральной когезии —притяжению, то для хемосорбции характерно отталкивание. Оно обусловлено, во-первых, локализацией хемосорбции на определенных поверхностных центрах ( время жизни велико при больщих Е), приводящей к отталкиванию электронных оболочек соседних молекул, если их диаметр больше расстояния между центрами. Во-вторых, большие энергии вызывают поляризацию молекул адсорбата, и индуцированные диполи, ориентированные параллельно, взаимно отталкиваются. Все рассмотренные взаимодействия, создающие комплекс адсорбент — адсорбат, приводят к изменению поверхностного состояния. [c.129] Поверхностные состояния характеризуются высотой локализованных вблизи поверхности электронных энергетических уровней они связаны с поверхностными центрами, существующими на чистой поверхности (о которых шла речь выше) или возникающими в процессе образования адсорбционных комплексов, однако способы трактовки пока не объединены. В современных теориях адсорбции существует два различных диалектически противоречивых подхода — метод локальных и метод коллективных взаимодействий [И]. [c.129] Первый из них соответствует атомистической модели, описывающей адсорбцию в терминах поверхностных центров, т. е. микроскопических локальных взаимодействий. Второй представляет зонную модель, в которой рассматривается макроскопическое взаимодействие твердого тела с адсорбатом через поверхностный слой в терминах поверхностных энергетических состояний, их электронных уровней, изменяющихся с расстоянием от поверхности. [c.129] Кислотные и основные центры на ионных кристаллах праяв-ляют большую активность в каталитических реакциях, удаляя из молекулы углеводорода ионы Н+ или вводя ионы Н+, например, в процессах крекинга (расщепления), риформинга (изомеризации и переформирования связей), дегидратации спиртов и др. [11]. Хемосорбция воды на кремнеземе — процесс широко распространенный в природе и в технике (например, в производстве вяжущих веществ и др.) являет пример кислотно-основного связывания на поверхности ионного твердого тела и перемещения поверхностных атомов адсорбента. [c.130] И десорбируется лишь при 180—400 °С, что свидетельствует о более прочном связывании при нагревании до температуры, несколько меньшей, чем 500 °С, образуются деформированные сило-ксановые группы по-видимому, они поляризованы и сдвинуты в сторону одного из атомов 5 , поскольку реадсорбция при 1 500 °С идет быстро. При I 500 °С происходит перемещение поверхностных ионов, поверхность становится пассивной (рис. IX. 3, б) и реадсорбция идет очень медленно. [c.131] Процессы хемосорбции, идущие на активных поверхностных центрах, являются основой промышленного гетерогенного катализа. [c.131] И является основой современной химии метанола, используемого во многих производствах, в частности, для получения кормового белка. [c.131] Вернуться к основной статье