Справочник химика 21

Химия и химическая технология

Статьи Рисунки Таблицы О сайте English

Основные представления о катализе и свойствах катализаторов

    В монографии изложены на современном уровне основные положения химической кинетики применительно к гетерогенному катализу. Кратко рассмотрены роль химической кинетики и исторические этапы ее развития в катализе, проанализированы кинетические стороны некоторых теорий и изложены фундаментальные понятия кинетики. Подробно обсуждены теория абсолютных скоростей реакций, стадийность каталитических процессов и приложение к ним теории сложных стационарных реакций. Рассмотрены кинетические аспекты селективности и представления о процессах в реальных поверхностных слоях. Уделено внимание влиянию реакционной системы на свойства катализаторов и проблемам нестационарной кинетики, макрокинетическим факторам, особенно закономерностям реакций Б разных областях и критериям влияния переноса массы и тепла. [c.2]


    ОСНОВНЫЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ О КАТАЛИЗЕ И СВОЙСТВАХ КАТАЛИЗАТОРОВ [c.214]

    Непрекращающийся поиск катализатора, способного выполнять заданную определенную функцию, служит примером проявления более общей и всеохватывающей проблемы выяснения природы и реакционной способности химической связи. В самом деле, возможность взаимодействия двух молекул с образованием конечного продукта определяется способностью этих реагентов претерпевать электронные и структурные перегруппировки. Этот основной вопрос химической реакционной способности следует репгать, исходя из сил взаимодействия между реагирующими молекулами. В присутствии третьего компонента, катализатора, сложность задачи значительно возрастает. При этом можно надеяться, что в лучшем случае удастся установить только связь между химической реакционной способностью и доступными в настоящее время характеристическими параметрами, описывающими электронные и геометрические свойства катализатора. Проблема катализа еще не разработана в такой стенени, чтобы можно было выбрать наилучший катализатор для ускорения превращения реагирующих веществ в конечные продукты в любой данной химической реакции. Однако, как следует из предыдущих глав, некоторые представления о роли катализатора дают возможность разработать определенные классификации, которые в ограниченном количестве случаев, отвечающих установленным схемам, позволяют разумно подойти к подбору катализатора. Несмотря па пользу, принесенную эмпирическими и теоретическими наблюдениями, редко удается подобрать катализатор таким образом, чтобы его поведение характеризовалось полной специфичностью или чтобы его поведение было уникальным. Поэтому важно рассмотреть те факторы, которые влияют на селективность катализаторов, давая тем самым возможность регулировать каталитическую реакцию с целью получения высокого выхода целевого продукта. [c.278]

    Создание научной теории предвидения каталитического действия веществ, позволяющей рациональным путем подбирать катализаторы для различных реакций, является основной проблемой катализа. Над ее рещением работает огромная армия исследователей, ей посвящены тысячи работ, однако и сегодня мы находимся от ее решения не намного ближе, чем несколько десятков лет назад. За последние годы достигнуты большие успехи в раскрытии механизма отдельных сторон каталитических реакций (главным образом в результате применения новейших методов исследования). Установлены многочисленные корреляции между физикохимическими свойствами веществ н их каталитическим действием, сделаны частные обобщения для отдельных групп родственных реакций. Но, несмотря на эти успехи каталитической науки, поиск новых катализаторов продолжает осуществляться, как и прежде, эмпирическим путем, исходя из общих представлений, аналогий, частных закономерностей и т. п. [c.5]


    Теории каталитического окисления сернистого газа видоизменялись в соответствии с развитием общих представлений о механизме гетерогенного катализа. Вначале при изучении этой проблемы господствовали теории, предполагающие образование промежуточных химических соединений между катализатором и реагентами. Они появились в результате переноса этих представлений из области гомогенного катализа, не учитывая возможности изменения химических свойств веществ на поверхности раздела фаз, т. е. специфичности условий гетерогенного катализа. Эти теории в, основном применялись к окисным катализаторам, так как окислы образуют большую группу соединений, которые можно рассматривать как промежуточные образования между катализатором и реагирующими веществами. К действию платины же в основном применялись физические теории, хотя и здесь делались отдельные попытки свести каталитическое действие платины к образованию в качестве промежуточного вещества окислов платины. [c.140]

    Доклады, представленные на конгрессе, были сгруппированы в четыре основных симпозиума. В первом симпозиуме Химия и физика твердых катализаторов объединены работы по изучению реакций гидрогенизации и водородного обмена, физических свойств катализаторов, электронных свойств и каталитической активности. Второй симпозиум называется Гомогенный катализ и связанные с ним явления . Затем следует обсуждение раздела Химия поверхности и ее роль в катализе . Заключительный симпозиум, названный Методы и технология катализа , включает в себя каталитические реакции углеводородов, применение метода меченых атомов и других методов и разнообразные каталитические реакции. [c.9]

    В настоящей монографии предпринята попытка связать ряд свойств твердого тела (тип проводимости, ширину запрещенной зоны полупроводника, работу выхода электрона, заряд и радиус ионов, электроотрицательность атомов, кислотно-основные свойства поверхности, параметр и тип решетки) с его каталитической активностью для выявления закономерностей подбора катализаторов. Обсуждаются главным образом проблемы подбора однокомпонентных неметаллических катализаторов . Вопросы избирательности катализаторов не рассматриваются. Обзор ограничен, в основном, рамками гетерогенного катализа. В тех случаях, когда механизм реакции, но существующим представлениям, одинаков в гомогенной и гетерогенной средах, затрагивается также и подбор гомогенных катализаторов. [c.3]

    По мнению одних авторов, каталитическое действие металлов при реакциях гидрирования зависит от адсорбции водорода, а также гидрогени-зируемого вещества на поверхности катализатора. Происходящее при этом активирование водорода является основной причиной возникновения реакции, которая в отсутствие катализатора могла бы пойти лишь при значительно более высокой температуре. То обстоятельство, что для приготовления активного катализатора приходится прибегать к специальным приемам повышения его адсорбционных свойств, свидетельствует как будто в пользу подобного рода представлений. Хотя с этой точки зрения некоторые стороны вопроса (например, специфический характер действия разных катализаторов на одно и то же вещество, и т. п.) остаются непонятными, тем не менее ие подлежит сомнению, что явлениям адсорбции должно быть отведено весьма важное место в реакциях гетерогенного катализа. [c.503]

    Изложенное обобщение представлений о кислотах и основаниях оказалось очень плодотворным для правильного понимания реакций кислотно-основного катализа. Так как последний заключается в переносе протонов от одного партнера реакции к другому через катализатор, то таким катализатором может быть не только ион НдО или 0Н , но любой ион или любая молекула, имеющие свойства общей кислоты или общего основания, т. е. способные отдавать или присоединять протоны. При этом для сильного основания катализатором будет общая кислота, а для сильной кислоты им будет общее основание. Если молекула имеет свойства кислоты или основания умеренной силы, то ее протолитическая реакция может катализироваться как кислотами, так и основаниями. [c.192]

    Сначала при изучении адсорбционных и каталитических свойств цеолитов основное внимание обращалось на геометрическую сторону. В частности, довольно подробно исследовалось значение соотношения диаметра пор к размерам и форме молекул. Эти соотношения имеют большое значение для адсорбции и могут играть определенную роль и в катализе. Однако каталитические особенности цеолитов, в первую очередь, определяются не этим, а особенностями их химического и электронного строения. Именно это, а не микропористость, как таковая, делает цеолиты отличными катализаторами для реакций кислотно-основного типа. Катализ вызывается кислотными центрами поверхности цеолитов, среди которых имеются как протонные бренсте-довские, так и апротонные — льюисовские структуры. Хемосорбируясь на этих центрах, органические молекулы образуют различные органические ионы и радикалы. Их образование на окиси алюминия и алюмосиликатах для молекул, окрашенных в видимой и в близкой ультрафиолетовой части спектра, наблюдал Теренин [81. Такие спектры дают некоторое представление о типе активных промежуточных форм, образующихся при катализе, особенно если параллельно с оптическими спектрами исследуются спектры ЭПР и изотопный обмен. Аналогичные исследования хемосорбции и катализа на цеолитах применительно к различным соединениям алифатического ряда и к предельным и непредельным цикланам получили широкое развитие в работах ученых различных стран [9, 10]. Эти работы привели к установлению нескольких общих закономерностей, из которых отметим следующие. [c.15]


    Основная задача физической химии биокатализа состоит в выявлении некоторой общности причин, обуславливающих уникальные свойства биологических катализаторов. Может показаться, что постановка такой задачи слишком контрастирует с тем положением, которое господствовало в энзимологии еще несколько лет тому назад, когда, несмотря на обширные качественные сведения о специфичности действия многих сотен ферментов, мы не имели,— как отмечает Уиль-. ям Дженкс (1969),— ни в одном конкретном случае сколь либо детального или количественного представления о движущих силах катализа [11. Однако с тех пор благодаря усилиям ряда научных школ произошли существенные сдвиги. Хотя и трудно отдать предпочтение тем или иным методическим подходам, однако вряд ли можно оспаривать важность вклада, который в решение поставленной проблемы внесли кинетико-термодинамические исследования. Они приобрели особое значение, когдэ в результате рентгеновских исследований структуры кристаллических ферментов появилась возможность трактовать их результаты на молекулярном уровне. [c.3]

    Наши представления о механизме и кинетике реакции углерода с газами далеко отстали от их практического использования. Это вызвано отсутствием должной экспериментальной техники для определения свойств одьюго из реагентов — углерода. Сравнительно недавно стало возможным определять количественно такие характеристики твердого тела, как поверхность, распределение пор, кристаллографические параметры, средние размеры кристаллитов, хемосорбцию газов, следы примесей, скорости переноса газа внутрь твердого тела и электронные свойства. Конечно, исследователи, работающие в области катализа и широко использующие эту экспериментальную технику для описания катализаторов, сделали в последние годы много для понимания реакций, происходящих на поверхности твердого тела. Поэтому многие из концепций, развитые в области катализа, были широко использованы авторами и другими исследователями, занимаюш имися реакциями углерода с газами. Даже более широкое использование этих Бзаимосвязаиных концепций обещает быть более плодотворным. В основном с этой целью и была написана эта статья. [c.10]

    Фактически каждая из теорий катализа с самого начала ее возникновения нуждалась в точных кинетических данных. Так апри1мер, теория активных ансамблей [261 выдвигала положение, что основным носителем каталитической активности является атомная некристаллическая фаза твердого тела. Этот постулат требовал проведения исключительно точных измерений каталитической активности, сопряженных с известными трудностями, которые не смогли его однозначно подтвердить. Представления о существенной роли -электронов в катализе на металлах [27 ] дали толчок целому ряду экспериментальных поисков корреляций между электронной структурой сплавов и их каталитической активностью, хотя справедливо замечено, что нельзя электронную теорию катализа на металлах сводить к электронным свойствам сплавов [28]. При поисках таких корреляций в подавляющем большинстве случаев базировались на недостаточно точных оценках каталитической активности (см. например [29, 30]), так и на необоснованных предположениях о сохранении механизма и кинетики рассматриваемых реакций на разных катализаторах. Кроме того, предполагалась идентичность объемного и поверхнострюго [c.12]

    Нам представляются поспешными выводы большинства указанных работ, тем более что, как правило, в этих работах не было настоящего систематического и количественного сопоставления электроироводности с каталитическим действием и сравнивались экспериментальные данные по каталитическим свойствам одних образцов с литературными данными по электропроводности других образцов, снятыми к тому же в совсем иных условиях. Между тем внесение ясности в этот вопрос весьма существенно для дальнейшего развития электронных представлений в катализе. По аналогии с некоторыми физическими явлениями, при которых дырочные и электронные полупроводники являются антиподами, многие авторы постулируют наличие резких различий в действии полупроводников с различным типом электронной проводимости. По мнению этих авторов, для одних химических реакций в качестве катализаторов должны иметь преимущество электронные полупроводники, а для других — дырочные. Это положение отнюдь не очевидной представляет не более чем догадку, основанную на спорных аналогиях. Следует помнить, что по основным электронным свойствам — по величине энергии возбуждения электрона (дырки), по подвижности носителей тока, по числу этих носителей электронные и дырочные полупроводники очень похожи друг на друга, что явилось причиной позднего обнаружения существования двух типов электронной проводимости как у полупроводников, так в особенности у металлов. Различие здесь в основном биографическое и в типе добавок, увеличивающих и уменьшающих (ослабляющих) электропроводность. [c.128]


Смотреть страницы где упоминается термин Основные представления о катализе и свойствах катализаторов: [c.178]    [c.178]    [c.249]   
Смотреть главы в:

Химия и технология нефти и газа -> Основные представления о катализе и свойствах катализаторов

Химия и технология нефти и газа Издание 3 -> Основные представления о катализе и свойствах катализаторов




ПОИСК





Смотрите так же термины и статьи:

Катализ Катализаторы

Катализ, основные представления

Основные катализаторы



© 2024 chem21.info Реклама на сайте