Справочник химика 21

Химия и химическая технология

Статьи Рисунки Таблицы О сайте English

Теория гетерогенного катализа Общие представления о катализе

    Это дает возможность читать курс лекций по теории гетерогенного катализа, несмотря на отсутствие общей теории. Практическое значение катализа не позволяет дальше откладывать рассмотрение сложнейших проблем элементарного акта катализа. В связи с этим понятие теории в катализе выглядит несколько необычно — речь идет скорее о неполном наборе фрагментов, которые пока не дают представления о картине в делом, но относительно которых можно надеяться, что они окажутся составными частями будущей теории катализа. [c.3]


    В предыдущей главе много говорилось о влиянии различных типов кристаллических дефектов на каталитическую активность твердого тела. Однако тем, кто ранее хотя бы имел представление о гетерогенном катализе, теперь, вероятно, было бы интересно узнать, что же стало с такими представлениями, как геометрический и электронный факторы, применявшимися ранее для объяснения или предсказания каталитической активности. В конце концов, идея о важности геометрии атомов, составляющих поверхность катализатора, наряду с их электронной конфигурацией многократно обсуждалась в последние десятилетия. Следовательно, наша цель заключается в том, чтобы обобщить в данной главе современные представления об этих явлениях. Мы увидим, между прочим, что надежды, высказывавшиеся пятнадцать лет назад, когда казалось весьма вероятным, что гетерогенный катализ будет развиваться в логических рамках электронной теории твердых тел, все еще не оправдались. Всякий раз, когда это окажется возможным, мы будем отмечать закономерности и интерпретации, которые имеют, вероятно, достаточно общий характер. Однако, как это станет более ясным в конце этой главы, таких общих закономерностей очень немного. Когда мы говорим о механизме катализа, то это означает, что мы ограничиваем наше внимание рассмотрением очень немногих (а часто одной) систем. Поэтому гл. 8 целиком посвящается обсуждению механизмов некоторых специфических каталитических реакций. [c.260]

    При сравнении представления о протекании поверхностных промежуточных реакций с современными представлениями адсорбционной теории обнаруживается, что между ними нет расхождения, допускающего экспериментальную проверку. В понятия поверхностное соединение и продукт адсорбции,образование которого обусловлено силами химической связи вкладывается по существу одинаковый смысл. Современная теория гетерогенного катализа позволяет трактовать с единой точки зрения механизм окисления двуокиси серы как на платиновых, так и на окисных катализаторах. Ниже мы попытаемся сформулировать основные положения такой общей теории каталитического окисления двуокиси серы. [c.43]

    Метод подхода к основам химической технологии через рассмотрение работы отдельных установок в настоящее время в основном не практикуется в связи с переходом к более обобщенному направлению, в котором теория явлений переноса рассматривается в общем виде. В пределах этого направления могут быть рассмотрены многие классические теории химической технологии. Долгое время явления массопереноса в условиях протекания химической реакции, которые имеют огромное значение в широком многообразии химических процессов, практически не использовались. В последние пятнадцать лет в литературе появились важные работы по общему представлению одновременных процессов массопереноса и химической реакции. Сюда можно отнести теоретические и экспериментальные работы в таких промышленно важных областях, как химическая абсорбция, гетерогенный катализ, продольное перемешивание в химических реакторах и др. [c.7]


    В заключение этого раздела нельзя не отметить, что при использовании представлений цепной теории для объяснения механизма сложных химических превращений в конденсированной фазе и в гетерогенном катализе применение простых радикальных схем зачастую сталкивается с почти непреодолимыми трудностями. Вместе с тем нет никаких оснований отвергать предложенное выше общее положение о том, что реакция и в этих случаях протекает по сложному механизму, обеспечивающему значительную скорость превращения (в отсутствие каких-либо инициирующих добавок или внешних источников нетепловой энергии) только, если этот механизм позволяет использовать энергию одного цикла реакции до превращения ее в тепло для облегчения другого цикла. [c.219]

    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]

    В последнее время значительно повысился интерес к роли двумерных соединений в гетерогенном катализе. Накопленные в результате данные позволили прийти к выводу, что выдвинутое Сабатье [42] предположение, согласно которому гетерогенный катализ идет через стадию образования промежуточных соединений, может оказаться до некоторой степени верным для ряда реакций на поверхностях металлов и окислов. Работы, ученых датской школы [43—46], посвященные изучению каталитического разлон ения муравьиной кислоты, дают наиболее убедительные доказательства, позволяющие признать доминирующую роль таких факторов, как легкость образования и устойчивость промежуточных поверхностных соединений. Захтлер [46] подчеркивал, что эта тенденция (или возвращение к старым представлениям) мотивируется попытками установить соотношения между наблюдаемыми в катализе закономерностями и общими химическими закономерностями, а не представлениями, прямо основанными на электронных -принципах. Чтобы показать успех современного приложения теории промежуточных соединений, мы напомним здесь наиболее существенные черты работ датских исследователей. [c.274]

    Общим итогом применения электронных представлений в гетерогенном катализе является вывод, что каталитическая активность прямо связана с числом свободных валентностей на поверхности катализатора. Однако следует помнить, что все теоретические представления катализа на полупроводниках в основном касаются идеального кристаллического состояния с использованием зонной теории твердого тела, которая построена в одноэлектронном приближении. Поэтому производить количественную обработку результатов, полученных на реальных катализаторах, с помощью рассмотренных выводов и формул невозможно. Тем не менее применение рассмотренного подхода позволяет сделать интересные качественные обобщения. [c.503]

    Теории каталитического окисления двуокиси серы естественно видоизменялись в соответствии с развитием общих представлений о механизме гетерогенного катализа. [c.36]

    Несмотря на огромное экономическое значение гетерогенных каталитических процессов, разработка общей теории катализа продвигается вперед сравнительно медленными темпами природа каталитического действия до сих пор неясна. Даже если взять конкретные реакции, ставшие предметом самого тщательного изучения, относительно их детального механизма нередко существуют расхождения во мнениях. Общее качественное представление о различных типах каталитического действия уже складывается, но под теоретическое истолкование различных систем катализа не подведена еще сколько-нибудь прочная количественная основа. Поэтому ценность нынешних теорий как инструмента прогнозирования ограничена, и при [c.113]

    НОИ теории катализа, а поэтому и критерия подбора гетерогенных катализаторов, еще не разработано. Все же в представлениях о механизме катализа достигнуты большие успехи, позволившие выдвинуть некоторые общие принципы выбора катализаторов для различных типов реакций. Так, во [c.243]


    Мы попытались отразить опыт 15-летнего (с середины 50-х 110 конец 60-х гг.) проникновения методов теории графов в две достаточно близкие области — ферментативную кинетику и кинетику гетерогенного катализа. С точки зрения чпсто утилитарной представляется, что нужно отдать предпочтение алгоритмам, опробованным в ферментативной кинетике [9, 10]. Для линейных механизмов эти алгоритмы, непосредственно связанные с алгоритмами теории графов, куда более эффективны при получении стационарных кинетических уравнений, чем алгоритмы, основанные на теории стационарных реакций. Эта эффективность еще более увеличивается при использовании методов машинной аналитики, позволяющих производить на ЭВМ сложные аналитические вычисления. Что же касается нелинейных механизмов, то оба описанных выше подхода являются неэффективными, поскольку ни от одного из них нельзя ждать ни получения стационарного кинетического уравнения в явном виде (здесь это в общем случае невозможно), ни специального компактного представления, удобного для анализа. На иследовании нелинейных механизмов мы остановимся ниже. [c.82]

    В последние двадцать лет интенсивно изучалось взаимодействие газообразных молекул с атомами на поверхности катализатора и строение самой поверхности катализаторов. Для этих целей были применены чрезвычайно мощные методы исследования, и хотя при их применении оказалось, что боль-О шинство простых корреляций, полученных в прошлом, были либо педоста-( гочными, либо ошибочными, теперь появилась многообещающая возмож-О ость сблизить представления гетерогенного катализа с представлениями Гомогенного катализа, который еще в прошлом в гораздо большей степени поддавался объяснению. Стало очевидным, что, вместо того чтобы нрида- вать слишком большое значение таким понятиям, как суммарная или общая концентрация электронов в твердом теле, следует разумно применять некоторые более важные представления зонной теории, теории поля лигандов и общие принципы органической и неорганической химии для оценки свойств переходных комплексов, образующихся на поверхности. [c.17]

    Для объяснения механизма гетерогенного катализа предложено несколько теорий, причем общим является представление об активных центрах — активных участках (точках) на поверхности катализатора. Ниже рассмотрена теория Л. А. Баландина, основанная на структурных, энергетических и кинетических представлениях, связанных с положением катализирующего элемента в Периодической системе. Согласно теории А. А. Баландина реагирующие молекулы располагаются на поверхности катализатора мономолекулярным слоем, при этом наиболее активные участки поверхности ориентируют молекулы строго определенными связями, в результате происходит перераспре-леление электронных плотностей и реагирующих молекулах и образ( вание новых связей. [c.237]

    В пособии последовательно излагаются отдельные теоретические воззрения мультиплетная теория А. А. Баландина, теория Н. И. Кобозева, химическая теория активной поверхности С. 3. Рогинского. Рассматривается влияние электронных факторов в процессе адсорбции и при катализе на металлах и полупроводниках. Излагаются вопросы об удельной активности катализаторов по Г. К. Борескому. Сопоставлена роль коллективных локальных взаимодействий в катализе. На основе координационных представлений освещены общие закономерности гетерогенного, гомогенного и ферментативного катализов. Первое издание вышло в 1968 г. в КазССР (изд-во Наука ), [c.336]

    Программа курса Кинетика и катализ охватывает 1) теорию ки-нетики гомогенных процессов (формальная кинетика, за некоторыми специальными исключениями, предполагается достаточно из вестноп из общего курса физической химии), включая разбор механизма элементар ных актов, теории столкновений и активного комплекса, разбор моно- и тримолекулярных реакций и некаталитических реакций в растворах 2) гомогенный катализ, сопря женные реакции и окислительные процессы, теорию промежуточных соединений в гомогенном катализе, кислот но -основной катализ цепные реакции, фотохимические реакции, газовоэлектрохимические реакции (последние в очень небольшом масштабе в связи с читаемым в IX семестре для части студентов специальным курсом Газовая электрохимия ) 3) кинетику гетерогенных каталитических процессов (теория Лэнгмюра, влияние неоднородности поверхности на гетерогенный каталитический процесс, кинетика реакции в потоке, элементы макрокинетики) и 4) теорию активных центров в гетерогенном катализе (первоначальные теории активных центров, теории мультиплетов и активных ансамблей, современные электронные представления в катализе). [c.220]

    До сих пор мы рассматривали особенности кинетики каталитических реакций, обусловленные наличием последовательных стадий. Однако для гетерогенного катализа очень характерны параллельные реакции. Мы затрагивали этот вопрос без вывода соответствующих уравнений, разбирая селективность каталитических реакций (см. стр. 31). В более общем виде, с концентрацией внимания на различиях в количественных характеристиках адсорбционных и химических стадий, этот вопрос рассматривается в статистической теории процессов на неоднородных поверхностях [8]. Как указывалось в первом параграфе этой главы, при изучении равновесий и кинетики поверхностных процессов целесообразно исходить из вида распределения р х) активных участков по — теплотам адсорбции, характера образования различных поверхностных и промежуточных форм и соответствующих энергий активации Е. Из этих р (Q) и р (Е) легко получить р ( ) и р (к) распределение по константам равновесия и константам скоростей. Из-за вхождения в уравнения для К як энергетических множителей в виде показательных функций ехр (QIRT) и ехр —E/RT) в большинстве случаев особенности процессов и равновесий определяются расположением сравнительно узких (— 3RT) контролирующих полос и чувствительностью этого расположения к внешним параметрам (t, и т. д.). Применим эти представления к процессам с разными типами контролирующих стадий, предпослав рассмотрению катализа ознакомление с адсорбционными равновесиями и кинетикой адсорбции на широко неоднородных поверхностях. [c.70]

    Успехи органического катализа на современном этапе неотделимы от общего уровня развития органической химии. В частности, конформационные представления с успехом используются при изучении тонких деталей механизма гетерогенно-каталитических реакций, например некоторых стереохимических превращений углеводородов. В связи с этим в книге даются необходимые сведения о конформационной теории, приведен ряд примеров ее использования для трактовки механизма некоторых каталитических реакций углеводородов. В книге рассмотрены и обсуждены наиболее распространенные механизмы гидрирования циклоалкенов и ароматических углеводородов, а также каталитические реакции конфигурационной изомеризации стереоизомерных ди-и полиалкилциклоалканов и гидрогенолиза циклоалка-нов, содержащих от трех до пятнадцати атомов углерода в цикле. [c.7]

    НОЙ теории катализа, а поэтому и критерия подбора гетерогенных катализаторов, еще не разрабога-но. Все же в представлениях о механизме катализа достигнуты большие успехи, позволивщие выдвинуть некоторые общие принципы выбора катализаторов для различных типов реакций. Так, во многих случаях определяющим фактором в подборе катализаторов является положение элементов в периодической системе Д. И. Менделеева. На рис. 2.17 представлены результаты изучения относительной каталитической активности металлов четвертого - шестого периодов в реакции разложения аммиака. Представленный график показывает периодичность изменения каталитических свойств с максимумами активности у железа и его аналогов у рутения и осмия. [c.243]

Смотреть страницы где упоминается термин Теория гетерогенного катализа Общие представления о катализе: [c.165]    [c.2]    [c.262]    [c.504]    [c.504]    [c.98]    [c.250]   
Смотреть главы в:

Инженерная химия гетерогенного катализа -> Теория гетерогенного катализа Общие представления о катализе



ПОИСК





Смотрите так же термины и статьи:

Гетерогенный катализ Катализ

Гетерогенный катализ Катализ гетерогенный

Гетерогенный теории

Катализ гетерогенный

Общие представления о катализе

Теория гетерогенного катализа

Теория катализа



© 2025 chem21.info Реклама на сайте