Значение и области применения катализа

Катализ имеет огромное значение в технике и природе. Подбирая соответствующим образом катализаторы, можно осуществить процессы в желаемом направлении и с нужной скоростью. Область применения каталитических реакций в химической промышленности в настоящее время совершенно необозрима. Напомним лишь, что такие важные процессы, как производство серной кислоты, синтез аммиака, окисление аммиака до азотной кислоты и многие другие, являются каталитическими. [c.274]

ЗНАЧЕНИЕ И ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ КАТАЛИЗА [c.210]

Значение и области применения катализа [c.164]

В связи с широким применением катализа в промышленности теоретические и прикладные исследования в этой области химии имеют очень большое значение. Разработкой проблем катализа в Советском Союзе успешно занимались и продолжают плодотворно заниматься многие химики. Советская наука непрерывно обогащается все новыми и новыми открытиями в области катализа. В настоящее время наши достижения в области катализа в неорганической и органической химии настолько велики, что более или менее полное изложение материала требует особой монографии. Поэтому в предлагаемый обзор включен только материал, казавшийся наиболее важным и интересным. [c.4]

Классич. область применения Э.- исследования оптич. св-в материалов, в т.ч. измерения оптич. постоянных тонких (напр., оксидных) пленок, а также их толщин. Интерес к Э. возрос в 70-80-х гг. 20 в. в связи с особым значением, к-рое приобрели анализ структуры, изучение физ.-хим. св-в и контроль чистоты пов-стей благодаря быстрому развитию твердотельной (прежде всего полупроводниковой) электроники. Э. используют также в исследованиях физ. и хим. адсорбции в глубоком вакууме на плоских пов-стях Si, Ag, Pt и др., адсорбции полимеров на фанице жидкость-газ и жидкость-жидкость, процессов катализа на микроуровне, св-в верх, слоев пов-стей, подвергнутых коррозии, в электрохимии для имения окисления и восстановления электродов, в микробиологии для исследования оболочек клеток и липидных мембран и др. [c.475]

Эта глава, как и посвященная проблемам гетерогенного катализа гл. Х , представляет собой лишь краткое введение в некоторые специальные области применения физической химии поверхностей. Проблемы, затрагиваемые здесь, имеют важное технологическое значение, что отражается в огромном потоке научно-технической литературы. Как и ранее, в этой главе обсуждаются только самые основные вопросы, непосредственно связанные с химией поверхностей. [c.390]

Механизм действия этих катализаторов, видимо, аналогичен механизму неорганических катализаторов окислительновосстановительной активности и некоторых других соединений. Однако пока технического значения эти катализаторы не приобрели только ионообменные смолы (иониты), которые катализируют широкий круг химических превращений, протекающих по механизму кислотно-основного катализа, начинают применяться в промышленности. Применение ионитов в качестве катализаторов подробно освещено в литературе [79, 80]. Ниже кратко излагаются основные сведения об этой несколько специфической области гетерогенного катализа. [c.57]

Наконец, весьма эффективным оказывается статистический подход к анализу такого сложного явления, как гетерогенный катализ. Возможности для реализации такого подхода появились, с одной стороны, благодаря созданию быстродействующих и мощных электронно-вычислительных машин, а с другой, благодаря накоплению огромного, хотя и не всегда строго количественного экспериментального материала в области практического катализа. Методической основой для статистического обоснования прогнозов активности гетерогенных катализаторов является математическая теория распознавания, усиленно разрабатываемая в последнее время в связи с потребностями медицины, геологии и ряда других важных областей. При отсутствии уже готового экспериментального материала для интересующей исследователя реакции метод распознавания позволяет существенно сократить время на изыскания катализаторов путем проведения поисковых экспериментов по специальному плану и на основе анализа этих результатов также методом распознавания. Существенно, что при применении методов распознавания в качестве исходной информации могут быть использованы параметры, уже апробированные при исследовании частных взаимосвязей, такие, как значения электронных плотностей молекул реагентов, потенциалы ионизации катализаторов, теплоты связей в катализаторе и молекулах реагентов, и многие другие. Аналитическая мощность методов распознавания необычайно высока и позволяет выявлять зависимость качества исследуемого объекта от нескольких десятков свойств его самого и воздействующих на него субстратов. [c.6]

Научно-исследовательские работы в области полипропилена направлены на разработку более экономичных методов его производства, а также на изыскание новых областей его применения. Решаются проблемы стабилизации и окрашиваемости полипропилена, получения полимера с узким молекулярно-весовым распределением, уменьшения хрупкости при низких температурах. Большое значение придается теоретическим изысканиям в области гетерогенного катализа, изучению надмолекулярной структуры полимера. [c.168]

При изучении механизмов реакций в химии широко применяется кинетический метод. Попытки использования этого метода для исследования процессов, катализируемых ферментами, предпринимались еще в начале нашего века. Однако лишь в последние десятилетия кинетика ферментативного катализа развилась в самостоятельное научное направление со своими задачами и методами. Разумеется, здесь пока еще больше нерешенных проблем, чем законченных теорий. Однако уже теперь вырисовываются интересные перспективы применения методов ферментативной кинетики как в области теории механизма действия ферментов, так и при изучении взаимодействия с ферментами биологически активных веществ,-имеющих практическое значение (лекарственные препараты, гербициды, инсектициды и т. п.). В соответствии с этим настоящая книга имеет две задачи — осветить в сравнительно сжатой форме теоретические основы кинетики ферментативного катализа и проанализировать возможности и пути практического использования кинетического метода в изучении механизма действия ферментов. [c.3]

Не останавливаясь на других областях применения гетерогенного катализа, на основании изложенного можно сказать, что перспективы применения каталитических процессов чрезвычайно обширны, а их большое значение как прогрессивных промышленных методов бесспорно. [c.44]

Важное значение поверхностной диффузии в фундаментальной и прикладной физике показывает разнообразие областей ее применения за пределами разделения газов—гетерогенный катализ, образование месторождений нефти и руд, их добыча. Но до сих пор еще не существует теории, которая объясняла бы все накопленные экспериментальные данные [3.147, 3,148]. [c.90]

В связи с широким применением достижений в области катализа в промышленности большое значение приобретает умение грамотно спроектировать каталитический реактор, возможность определения времени превращения и количества катализатора, который необходим для получения нужного продукта с его максимальной конверсией. Для рассматриваемых в монографии реакций, протекающих при участии катализатора, решение перечисленных вопросов представляет значительный интерес [40]. [c.43]

К настоящему времени в основном уже завершен первый этап экспериментальных исследований поверхности твердых тел и адсорбции с применением инфракрасной спектроскопии и выяснены возможности этого метода. У же довольно четко определился круг вопросов и направлений в области химии поверхности, адсорбции и катализа, в которых применение спектральных методов дает наибольший эффект. Выяснилось, что сами спектральные методы и получаемые с их помощью результаты не могут заменить или уменьшить значение термодинамических методов изучения адсорбции и получаемых с их помощью данных. Однако спектральные данные служат весьма важным дополнением к результатам термодинамических исследований, позволяя углубить наши представления о химии поверхности и процессах адсорбции на молекулярном уровне. [c.434]

Метод меченых атомов приобрел большое значение во многих областях науки. Особенно широко он используется в биологии и медицине. Радиоактивные изотопы нашли также широкое применение при изучении ряда важнейших проблем химии и физики. В настоящее время известны работы по применению радиоактивных изотопов при исследовании реакций изотопного обмена, изучении строения и прочности молекул, при исследовании механизма и кинетики химических реакций, механизма катализа, адсорбции, диффузии, трения, при изучении проблем аналитической химии, электрохимии и т. д. За последнее время меченые атомы начали применяться для исследования и контроля промышленных процессов. [c.337]

На основе исследований С. В. Лебедева по синтезу дивинила из спирта в Советском Союзе впервые в мире была создана крупная промышленность синтетического каучука. Б. В. Бызовым был разработан метод получения синтетического каучука из нефти. А. Е. Фаворский и его сотрудники заложили основы химии ацетиленовых углеводородов, в которой широко представлены различные виды каталитических превращений. Г. С. Петровым открыт и внедрен в промышленность метод окисления углеводородов в присутствии растворимых солей металлов, который в настоящее время приобретает все большее практическое значение. Н. Д. Зелинским, Б. Л. Молдавским, Б. А. Казанским и их сотрудниками открыта реакция каталитической ароматизации углеводородов алицикличе-ского и жирного рядов, которая в настоящее время является одним из основных методов химической переработки нефти. Приведенными примерами далеко не исчерпываются работы советских ученых в области катализа и его практического применения. [c.799]

В заключение этого параграфа отметим, что в гетерогенном катализе величины энергии активации не столь однозначны, как в гомогенной кинетике. Действительно, в случае элементарных гомогенных реакций, описываемых законом действующих масс, энергия активации является табличной величиной, характеризующей вместе со значением предэкспоненциального множителя скорость данной реакции в заданных условиях, изменение которых обычно не ведет к изменению характера кинетической зависимости. В гетерогенных каталитических процессах, в подавляющем большинстве являющихся сложными, наблюдаемое значение энергии активации зависит от механизма реакции, вытекающего из него кинетического уравнения, зависящего также от природы примененного катализатора, области покрытий поверхности, адсорбируемости компонентов, а также от некоторых других факторов, например, пористости катализатора. Следовательно, одной и той же реакции могут отвечать различные значения наблюдаемой энергии активации, которые в силу сложности [c.52]

Ионообмен как частный случай массообмена за последние годы получил широкое распространение в самых различных областях химической технологии [ ]. Взаимопревращение карбонатов и хлоридов на анионитах, получение соляной, молибденовой, вольфрамовой и др. кислот, разделение азотных и кислородных соединений в нефти, выделение цепных компонентов (например, иода) из сточных вод и другие ионообменные процессы совсем недавно получили промышленное значение. Кроме того, иониты нашли очень важное применение в катализе для избирательного гидрирования олефинов, этерификации, гидролиза и т. д. [c.5]

В усовершенствовании и упрощении химических способов синтеза первостепенное значение имеет использование новых открытий в области теории и методов катализа, а также применение фотохимических процессов, инициирующих веществ, высоких давлений, радиационных воздействий, ультразвука и др. [c.332]

Синтез аммиака из азота и водорода под давлением является классическим в области прикладной химии. Процесс был осуществлен в 1910 г. фирмой БАСФ в Германии и был одним из первых промышленных применений катализа, последовавшим через несколько лет после создания процессов окисления ЗОа и окисления аммиака. Успешное освоение процесса в заводском масштабе впервые продемонстрировало значение применения термодинамических и кинетических принципов к химическим реакциям. [c.153]

Все это и обусловило большой интерес ученых к цеолитпым системам. В результате интенсивных исследований, проведенных во многих странах, в первую очередь в США и СССР, катализ цеолитами стал одной из важнейших областей гетерогенного катализа, а цеолитсодержащие катализаторы приобрели большое практическое значение. В настоящее время они широко применяются в крупнотоннажных промышленных процессах каталитического крекинга, гидрокрекинга, изомеризации н-парафи-нов вместо ранее применявшихся аморфных алюмосиликатных и окиснометаллических катализаторов. Показана перспективность их применения во многих процессах (в алкилировании изопарафинов и ароматических соединений олефинами, в конверсии углеводородов с водяным паром в синтез-газ, изомеризации ароматических углеводородов Сд, олигомеризации олефинов и др.), в том числе протекающих в присутствии хлористого алюминия, серной кислоты и других катализаторов. Замена последних позволит существенно улучшить технологию ряда процессов, повысить культуру производств, оздоровить окружающую среду. [c.4]

Стереоспецифический катализ играет значительную роль при действии многих биологически важных ферментных систем. На стереоспецифическом катализе основано производство ряда физиологически активных препаратов. Успехи, достигнутые в последние юды в области полимеризационного катализа, приводягцего к получению оптически активных полимеров, целиком обязаны применению стереоспецифических катализаторов. Значительное место стереоспецифический катализ занимает в существующих гипотезах о возникновении первичных оптически активных соединений. Вместе с тем, несмотря па его значение и перспективность, стереоспецифический катализ остается наименее исследованной областью учения о ката.пизе. Работы в этом направлении носят эпизодический характер (Бредиг, Шваб, Пратези). Отсутствие общих принципов и даже полных сводок экспериментальных работ заставляет осуществлять подбор катализаторов эмпирически. Отдельные успехи в нахождении активных стереоспецифических катализаторов носят более или менее случайный характер. Последнее связано с трудностями, с которыми приходится сталкиваться при подборе таких катализаторов, поскольку, помимо общекаталитических свойств, они должны обладать и стереоспецифическими функциями. Отсюда видна необходимость детальной разработки механизма стереоспецифического катализа, накопления экспериментальных данных для выявления общих, пока еще неизвестных закономерностей. Это относится, в первую очередь, к выяснению стереохими-ческих и энергетических характеристик переходного состояния, изучению пространственных затруднений в катализе. [c.3]

Книга Ю. Фальбе — первое систематическое изложение новой, быстро развивающейся области гомогенного катализа, имеющей большое промышленное значение. В монографии описывается применение окиси углерода для введения альдегидных, карбоксильных, сложноэфирных и других групп в органические соединения самых различных классов. Рассмотрены механизмы реакций, препаративные синтезы и технология промышленных процессов. [c.5]

Обратимые молекулярные перегруппировки представляют большой интерес вследствие их фундаментальной значимости для изучения многих химических и биологических процессов, находящих применение в современных технологиях. В частности, фотохромные органические молекулы, являющиеся предметом интенсивных исследований в последнее время, могут быть использованы в таких областях, как оптические системы регистрации и отображения информации, сенсоры, опто- и оптобиоэлектроника, транспортные системы, аккумуляция солнечной энергии, катализ. Многообразие возможных применений органических фотохромных соединений предъявляет широкое разнообразие требований к их характеристикам. В связи с этим направленный синтез, основанный на результатах фундаментальных исследований, связанных с выявлением общих закономерностей, обуславливающих связь между молекулярной структурой и спектрально-кинетическими свойствами фотохромного соединения, приобретает большое значение. [c.325]

Другая область исследований, которая имеет существенное практическое значение, — разработка методов повторного диспергирования спекшихся металлов. Некоторое время тому назад для системы платина — оксид алюминия найдено, что смесь хлора и кислорода может быть полезна для повторного диспергирования агломерированной платины [70]. Аналогичные методы необходимо разработать для других металлов, особенно для комбинации металлов группы VIII и подгруппы 1Б, используемых в каталитической переработке угля. Некоторые процессы облагораживания, излагаемые в третьей части книги, синтез Фишера — Тропша, катализ оксида углерода и метанирование — дополнительные области возможного применения. [c.146]

Главная цель настоящей книги — заинтересовать данным кругом вопросов и привлечь к дальнейшему их исследованию читателей, работающих или приступающих к работе в области катализа. Автор постарался объединить вместе и обобщить результаты по энергетическому аспекту мультиплетной теории, разбросанные по журнальным статьям, и обрисовать тот вклад, который внесла и может внести эта сторона мультиплетной теории в построение будущей теории подбора катализаторов. В связи с такой постановкой задачи взгляды и результаты других авторов здесь сознательно мало затронуты, безусловно, не из-за недостатка уважения к ним. С дру- гой стороны, такая целенаправленность требовала также, чтобы и экспериментальные работы лабораторий автора в данном обзоре были освещены очень сжато и были приведены главным образом выводы из них. При этом, в согласии с поставленной задачей, в книге опущены вопросы практического применения, связанные с этими работами и относящиеся к синтезу мономеров и химизации сельского хозяйства, как имеющие самостоятельное значение. О них можно прочесть [c.4]

Книга посвящена вопросам активирования кат заторов в гомогенном катализе — области, приобр( ющей огромное практическое значение в самых разли ных отраслях. Несмотря на актуальность проблемь гомогенного катализа, литература по этому вопросу весьма ограничена. Разработка критериев, по которым возможен целенаправленный подбор активаторов для гомогенно-каталитических реакций, рассмотрение различных областей, где применение активаторов находит или могло бы найти успешное применение, — основное содержание книги. Приводится множество конкретных примеров активированных гомогеннокаталитических реакций. [c.4]

Во время недавней дискуссии о целесообразности применения метода дифракции низкоэнергетических (или медленных) электронов при исследовании гетерогенного катализа Джермер и Макрай [447] утверждали, что изучение катализа на поликристаллических новерхностях может скоро выйти из моды . Однако, как указывалось в предыдущем разделе, Кембол [428] и Бонд [422] пришли к весьма оптимистическому заключению относительно того, что имеется достаточно хорошее соответствие между характером катализа на напыленных пленках и на поликристаллических твердых телах. Поэтому мы считаем необходимым рассмотреть влияние физического состояния твердого тела на его каталитические свойства. Для этого нельзя найти более подходящей области, с которой эта тема была бы столь тесно связана, как обсуждение последних результатов изучения дифракции электронов. Некоторые из обнарун енных при этом фактов имеют фундаментальное значение. [c.138]

Ионный проектор оказался наиболее полезным в области металлургии. Именно здесь проявились открываемые им возможности исследования атомной решетки и атомных дефектов, о которых можно только косвенно судить на основании других методов. В превосходном обзоре по применению ионного проектора Мюллер [40] привел ряд примеров исследования дефектов в кристаллах металлов. Допо.инительными методами являются масс-спектроско-пия, поверхностная адсорбция и диффузия, два последних имеют важное значение для катализа. [c.211]

Явление отрицательного катализа при окислении имеет значение и в интересующей нас области химической технологии. Примером его является применение многих органических соединений типа N-замещенных аминов для предохранения от старения резиновых изделий такие противостарители производятся обычно красочной промышленностью. Сохранение без изменений альдегидов, даже таких. малоустойчивых, как фурфурол, удается теперь без затруднений посредством введения в них подходящих противоокислптелей. Окисление (потемнение) при хранении анилина и других ароматических аминов возможно устранить добавлением к ним небольших количеств гидросульфита или тиосульфата натрия или щавелевой кислоты 2 . Имеются указания о противоокислителях для сохранения фенолов 23 от изменений на воздухе. [c.811]

В ЭТОЙ связи большое значение имеют успехи в области теории растворов и новые возможности для исследования полимеров современными физическими методами. Следует обратить внимание нь, все возрастающее применение полимеров в качестве носителей в гомогенном и гетерогенном катализе поскольку неорганические но- сители катализаторов оказывают существенное каталитическое и технологическое влияние на процесс гетерогенного катализа, долж-г ны быть весьма перспективны носители, изготовленные из поли мерных органических материалов. Развитие полимерной химии р сочетаний с успехами органической химии дает возможность даль. нейшего интенсивного развития такого интересного направлення, ка реа-кции- на различных углеводородах. [c.152]

Соотношение Брёнстеда имеет теперь столь общее применение, что мы не будем доказывать его справедливость. Было установлено, что оно выполняется с хорошей точностью для всех исследованных реакций жислотно-ооновного катализа, при условии, конечно, что 1) рассматривают серии однотипных КИСЛОТ и оснований, 2) вдоль серии не происходит изменений механизма и 3) что реакции не сопровождаются специфическими каталитическими эффектами (позже мы вернемся к вопросу о том, что означает в данном контексте понятие однотипности реагентов). Если каталитические константы охватывают большой интервал значений, кривизна графика зависимости между и р/С становится иногда существенной, причем а или р всегда принимают меньшие значения в области больших констант скоростей. Однако, чтобы охватить [c.238]

Во врром московском периоде деятельности — Советском периоде, Николай Дмитриевич выпустил большее число работ и сделал ряд открытий выдающегося значения. Сюда относятся обширные и замечательные исследования по гидрогенизационному и дегидрогенизационному катализу, развившие всесторонне эту ранее лишь намеченную область и определившие пути широкого применения этих методов в науке и технике, открытие необратимого катализа, изучение химической природы нафтеновых кислот, кетонизация нафтенов, открытие каталитического гидрогенолиза пятичленных циклопарафинов, широкое изучение химической природы нефтей новых месторождений и вопроса о происхождении нефти, открытие явлений контактной изомеризации и взаимных переходов углеводородов различных классов, обессеривание нефтяных погонов, получение различных видов синтетического каучука, металлизирование организмов, открытие нового метода гидролиза белковых тел и синтетическое построение модели белковой микромолекулы, дающей основные белковые реакции, разработка путей использования карабугазского мирабилита для получения соды, едкого натра и серной кислоты, физико-химические работы, конденсации ацетилена в присутствии угля и многие другие. [c.12]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология