ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Хемосорбционные силы их роль в гетерогенном катализе из "Курс коллоидной химии 1995" Типичный пример изменения структуры адсорбата — хемосорбция молекул на углероде. При приближении молекулы Hj к паре соседних атомов С связь Н—Н растягивается (или сжимается) до расстояния t 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 / = 0,1—0,15 нм, и расчетное значение Еа составляет 180 кДж/моль. Однако на поверхности всегда можно найти 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.141] Для структуры адсорбционного слоя весьма существенно взаимодействие между молекулами адсорбата. Если в случае физической адсорбции, осуществленной межмолекулярными силами (см. раздел 1Х.1П), 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 больших 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.142] 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 [11]. [c.142] 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.142] Кислотные и основные центры на ионных кристаллах проявляют 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. [И]. 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.143] Процессы хемосорбции, идущие на активных поверхностных центрах, являются основой промышленного гетерогенного катализа. [c.144] И является основой современной химии метанола, используемого во многих производствах, в частности для получения кормового белка. [c.144] Вернуться к основной статье