Каталитическое окисление водорода кислородом

Каталитическое окисление водорода кислородом [c.120]

В случае катализаторов-металлов установлено, что их поверхность может легко перестраиваться под воздействием реакционной среды, стремясь к минимуму свободной поверхностной энергии [12], часто наблюдается изменение поверхности металла в результате реконструктивной хемосорбции участников реакции [13, 14]. Кроме того, почти всегда изменяется состав поверхностного слоя вследствие растворения компонентов реакционной смеси. Количество поглощенных компонентов часто во много раз превышает монослойное покрытие [15]. В работах [16, 17] описано медленное изменение скорости окисления этилена на серебре, связанное, по мнению авторов, с диффузией кислорода в приповерхностный слой катализатора. Аналогичное явление обнаружено и при протекании реакции каталитического окисления водорода на пленках серебра [18]. Все эти факторы приводят к изменению теплот сорбций участников реакции на поверхности металла и энергий активации элементарных реакций и как результат — к изменениям общей каталитической активности и селективности реакции. [c.12]

Пример 3, Оценить влияние термодиффузии на диффузию водорода из смеси с азотом к высокотемпературной поверхности, где происходит каталитическое окисление водорода. Пусть кислород подается через поры в поверхности изнутри объема, ограниченного поверхностью. В смеси водорода и азота содержание компонент одинаковое (влиянием образующегося водяного пара пренебрегаем). [c.84]

Муравьиный альдегид, или формальдегид, СН2 = 0 — газ с резким неприятным запахом, хорошо растворим в воде. Обладает антисептическими, а также дубящими свойствами. Водный раствор формальдегида (обычно 40% (масс.)), называется формалином-, он широко применяется для дезинфекции, консервирования анатомических препаратов, протравливания семян перед посевом и т. п. Значительные количества формальдегида используются для получения фенолоформальдегидных смол (см. разд. 31.1.1). Получают формальдегид из метилового спирта путем каталитического окисления его кислородом воздуха или путем дегидрирования (отщепления водорода) [c.575]

При изучении каталитического окисления водорода на оксидных катализаторах были получены теплоты сорбции кислорода в зависимости от количества десорбированного кислорода- [c.459]

В отсутствие стабилизаторов и в жидкой фазе единственным обнаруживаемым продуктом каталитического окисления водорода является вода. В качестве катализаторов предлагались Pt (10%) на активированном угле, Pt на силикагеле, суспендированные в воде [289, 290], хлорид палладия [291], аммиакаты меди [292], сульфат меди [188]. Ионы Pt, Pd, Os, Ir, Rh, Ru, добавленные к раствору 0,16 Ai сульфата уранила, содержащему растворимые водород и кислород, при 250° С восстанавливаются до металлов и настолько эффективно катализируют окисление водорода, что это приводит к взрыву [188]. Сульфат серебра и KI довольно эффективно катализируют процесс, но восстанавливаются до Ag и I2 соответственно. Такие элементы, как Ni, Со, Zn, d, Pb, As, Li, Rb, I, K, Br, Mg, Fe, TI, e, Sn, Mn, V, Ti, или их соединения (очевидно, сульфаты) в тех же условиях практически не катализируют окисление водорода [188]. [c.247]

Аналогичные наблюдения были сделаны другими авторами [67]. В результате каталитического окисления водорода в атмосфере кислорода при 400° на гранях монокристалла меди возникали углубления или конгломераты мелких частиц, выраставших из центров небольших бугорков. Это явление было объяснено наличием дислокаций и других структурных несовершенств в монокристаллах. Кроме того, наблюдался рост плоских листочков, края которых часто были ориентированы параллельно направлениям [110]. [c.203]

Допустим, что мы изучаем механизм каталитического окисления водорода на окиси меди. При этом определяем изменение изотопного состава газовой фазы. Если в качестве реагирующей смеси взять водород, содержащий 1—2% кислорода, и реакцию проводить при 200—250°, то окись меди неизбежно восстановится до металла. Естественно, что весь содержащийся в ней кислород перейдет в газовую фазу, независимо от механизма протекания каталитического процесса. [c.138]

Рассмотрим два примера. В. А. Ройтер и В. А. Юза недавно опубликовали работу [2] о каталитическом окислении водорода на УаОз, в которой показали, что лимитирующей стадией является хемосорбция водорода с передачей электронов через решетку катализатора адсорбируемому кислороду. Однако при окислении нафталина на том же катализаторе лимитирующей стадией является хемосорбция кислорода с образованием прочной акцепторной связи. Поэтому активное состояние катализатора (УгОб) для первой реакции характеризовалось его полным окислением с некоторым избытком хемосорбированного кислорода, а для второй реакции катализатор должен был быть в частично восстановленном состоянии с частичным образованием катионов ванадия пониженной валентности. Аналогичное положение имеет место и при катализе на металлах. В исследованиях, проведенных автором совместно с В. Н. Шишковой, Е. Д. Радченко, Л. Д. Кузнецовым и др., было показано, что в случае применения железного катализатора, промотированного окисью алюминия, для гидрирования окиси углерода (с лимитирующей донорной стадией) и в синтезе аммиака (с лимитирующей акцепторной стадией) при добавке в качестве второго промотора КгО (понижающей работу выхода) активность катализатора снижается в отношении первой реакции и повышается в отношении второй. Следовательно, промотирование железного катализатора при его использовании для гидрирования окиси углерода должно быть иным, чем при его использовании для синтеза аммиака. [c.100]

Переработку УВ, вьщеляемых из газа и газового конденсата, развивают по нескольким направлениям, использующим процессы пиролиза, окисления, нитрования и др. (рис. 2.46, 2.47). Прямой продукцией переработки метана являются ацетилен, аммиак, метанол, хлорметил. При каталитическом окислении метана кислородом или водяным паром образуется смесь оксида углерода и водорода (так называемый синтез-газ), который служит исходным сырьем для большинства производимых из газа химических материалов. Широкий ряд дает переработка тяжелых УВ, извлекаемых из газа (от этана до высокомолекулярных). На их основе производятся пластмассы, химические волокна, синтетический каучук и др. Новым, быстро развивающимся направлением переработки метана и других УВ является получение моторного топлива эффективна переработка газового конденсата. [c.122]

Другим нетрадиционным методом высоковакуумной откачки является каталитическое окисление водорода каталитические насосы). В центральной части модели каталитического насоса установлены накаленные сетки из рениевой или иридиевой проволоки общей площадью 460 см . Сетки окружены экранами, покрытыми слоем закиси меди. Площадь экранов 1,23 м , их температура 530 К. Рядом с экранами размещена ловушка, охлаждаемая жидким азотом. Молекулы водорода с вероятностью около 0,4 диссоциируют на накаленных сетках. Образующийся атомарный водород с высокой скоростью восстанавливает закись меди. Выделяющиеся в процессе этой реакции водяные пары конденсируются на охлажденных поверхностях ловушки. Быстрота действия насоса — около 6 м /с, потребляемая мощность — свыше 13 кВт. Применение дорогостоящего рения или иридия связано с возможностью отравления обычно используемого вольфрама азотом и оксидом углерода. Кроме того, на скорость термической диссоциации водорода на вольфраме сильно влияет кислород. [c.262]

В реакторе Р-2 осуществляется непрерывный процесс каталитического окисления водорода и метана кислородом воздуха на алюмоплатиновом катализаторе АП-64 при температуре 220 " 413 °С по следующей схеме [c.169]

Суммарное содержание кислорода и азота в сыром аргоне составляет от 30 до 5% в зависимости от типа установки. Кислород, оставшийся в сыром аргоне после ректификации фракции в аргонной колонне, в промышленности удаляют химическим путем. Для связывания кислорода могут быть использованы водород и смешанные восстановительные газы. Восстановители можно использовать двумя способами. Первый способ основан на окислении водорода кислородом, содержащимся в сыром аргоне. Этот процесс можно вести путем непосредственного пламенного сжигания водорода, а также посредством его каталитического окисления. В настоящее время окисление водорода ведется на катализаторе при малых концентрациях кислорода и водорода в смеси и температурах 150—300 . Так как при этом способе продукты реакции смешиваются с очищенным аргоном, необходимо, чтобы они легко отделялись от него. Для этого применяют электролитический водород, не содержащий примесей, которые могут загрязнить аргон. Так как содержание кислорода в сыром аргоне в процессе каталитического окисления не допускается более 2—2,5%, то в схеме необходима циркуляция газа для разбавления сырого аргона очищенным продуктом, не содержащим кислорода. Водяной пар, получившийся в результате соединения в контактном аппарате водорода с кислородом, удаляют путем конденсации и последующей осушки газа. Если сырой аргон содержит не более 2,5% кислорода, то процесс очистки проводится без циркуляции. [c.384]

Получаемый сырой аргон может содержать от 2 до 30% кислорода. Очистка от кислорода производится либо каталитическим окислением водорода, либо химическим поглощением кислорода активным металлом (например, Си->СиО) с последующим восстановлением металла. Полученная после очистки азото-аргонная смесь является конечным продуктом для электроламповой промышленности. [c.318]

Процесс взаимодействия сероорганических соединений с водородом в присутствии катализатора называется гидрированием процесс взаимодействия с водяным паром — гидролизом процесс взаимодействия с кислородом — каталитическим окислением. [c.201]

Изменение химического состава катализатора под влиянием среды весьма часто не приводит к образованию новой фазы, но заметно сказывается на каталитической активности. В окисных полупроводниковых катализаторах это связано с обогащением или обеднением окисла кислородом по сравнению со стехиометрическим составом. Такого типа явления наблюдались, например, в реакции разложения метанола на окиси цинка [101 ] и в реакции окисления водорода на окиси никеля [102]. Для кислотно-основных катализаторов такого типа влияние среды на катализатор связано со степенью гидратации, а следовательно, с величиной функции кислотности катализатора. Действительно, при реакциях гидратации-дегидрата-ции всегда существует равновесие гидратированных и дегидратированных форм катализатора [c.49]

К первой группе относятся окислы металлов переходной валентности, у которых катионы решетки сохраняют свои индивидуальные свойства. В этом случае можно ожидать аналогию в механизме реакций гетерогенно-каталитического окисления на окислах и гомогенного химического окисления в растворах. Для данной группы катализаторов обоснован механизм с первичным взаимодействием за счет водорода органической молекулы и кислорода окисла металла [18], например [c.155]

Для обеспечения безопасности процессов гидрирования всегда следует помнить о некоторых их особенностях. Прежде всего отметим, что взрывоопасны смеси водорода с воздухом, содержащие более 4% водорода, и смеси на основе водорода, в которых более 4% кислорода. Это самая широкая область воспламенения среди всех горючих газов. Проблема осложняется еще тем, что водород имеет низкую температуру возгорания и легко воспламеняется на поверхностях, которые даже не считаются каталитически активными. Например, хорошим катализатором и инициатором окисления водорода является ржавчина. [c.115]

Изменения эффективности каталитических процессов, осуществляемых при искусственно создаваемом нестационарном состоянии катализатора, можно, по-видимому, ожидать всегда, если эти процессы протекают по раздельному механизму. В частности, по такому пути протекают такие окислительно-восстановительные реакции, как полное окисление водорода, СО, углеводородов и многих других органических веществ при повышенных температурах, а также парциальное окисление олефинов, спиртов, ароматических соединений. Осуществляя каким-либо образом взаимодействие окислителя с восстановленным катализатором й затем — взаимодействие исходного вещества (в присутствии окислителя или без него) с вводимым в зону реакции окисленным катализатором, можно часто увеличить активность и (или) избирательность за счет того, что в нестационарном режиме катализатор может поддерживаться в состоянии, оптимальном по энергии связи кислорода с поверхностью. Примером этого, кроме уже названных процессов, может служить окисление нафталина во фталевый ангидрид на ванадиевом катализаторе [30]. Для этого процесса активность катализатора становится тем большей, чем больше степень окисленности 0, а избирательность процесса практически не зависит от величины 0 нри [c.40]

Рис. 6.7.1. Схема универсального модуля для очистки дейтерийсодержащей воды от трития. Р — исходная вода, содержащая дейтерий и тритий Т — тритиевый концентрат В — кондиционная тяжёлая вода Р — протиевая вода 1, 2 — колонны каталитического изотопного обмена, 3, 4 — электролизёры, выполняющие функции нижних УОП, 5, 6 — верхние УОП, в качестве которых используются пламенные горелки или каталитическое окисление водорода кислородом

Описан метод определения металлического лития, диспергированного в нефти, в присутствии солей лития [629]. Принцип метода заключается во взаимодействии лития с водой при пропускании тока кислорода, каталитическом окислении водорода кислородом и определении количества образовавшейся воды, а также титровании образовавшегося LiOH соляной кислотой. [c.152]

Такая неоднотипность даже, казалось бы, сходных каталитических реакций была впервые замечена в работах нашей лаборатории [6] на примере каталитического окисления водорода кислородом на металлах и на окислах металлов. В отдельности, как на металлах, так и на окислах металлов, наблюдается четкая применимость выражения (<7з)опт — 2 Однако катализаторы-металлы и катализаторы-окислы, лежащие в вершинах соответствующих вулканообразных кривых и обладающие оди- [c.20]

В последнее время высказывается мнение, что этот процесс носит каталитический н автокаталитический характер Было установлено, что водород выделяется лишь в том случае, когда в растворе содержится кислород После его удаления инертным газом выделение водорода прекращается Отсюда можно сделать заключение что мы имеем дело с каталитическим окислением формальдегида кислородом 2СНгО + /2О2 + 20Н- 2НС00 + Н О + Н, [c.74]

Изучая каталитическое окисление водорода, Горак и Жирачек [59] обнаружили каталитическую экзотермическую реакцию между водородом и кислородом. В рециркуляционной петле был использован реактор в виде шарика, внешний резервуар которого мог изменять объем. За счет изменения объема внешнего резервуара при фиксированном количестве катализатора можно было варьировать отношение между теплоемкостью и количеством массы. При изменении объема резервуара авторы смогли зарегистрировать в этой реакции колебательное поведение типа предельного цикла (рис. 17). [c.32]

В основном механизм каталитического окисления спиртов кислородом или пероксидом водорода определяется не природой металла-катализатора, а условиями проведения щюцесса. [c.621]

Весьма эффективный катализатор для каталитического окисления углеводородов кислородом, в частности метана, может быть получен из подкисленного водного раствора растворимой соли металла, окислы которого с трудом восстанавливаются водородом при 600°, или из металлов группы железа, обработанных щелочным раствором фосфата или бората. Полученный осадок промывается, высушивается и нагревается с небольшим количеством такого газа, как хлористый водород или хлористый нитрозил, до или во время каталитической реакщ1И. Полученный таким образом катализатор применяется в следующих условиях на 90 частей метана и 10 частей кислорода добавляется 0,1 — 0,5% по объему хлора, смесь нагревается до 600 —700° при обычном давлении с высокопористым катализатором, взятым в количестве 0,1%. Можно также приготовлять катализатор из слабокислого раствора нитратов церия, кадмия и алюминия, взятых в равных молекулярных количествах и осажденных трехкратным ко.иичеством раствора двухзамещенного щелочного фосфата, содержащего 100 см. щелочи на моль фосфата [136]. [c.283]

В подавляющем большинстве опубликованных исследований реакция окисления водорода изучалась в качестве модельной, позволяющей в наиболее чистом виде выявлять основные закономерности окислительного катализа, не осложненные проблемой избирательности. В последнее время реакция каталитического окисления водорода начинает приобретать и практическое значение как источник энергии. В частности, гремучегазовая смесь может использоваться как топливо в космосе, причем для инициирования реакции применяются гетерогенные катализаторы [187]. Надо полагать, что значение водорода как топлива, запасы которого (воды) практически неограничены, будут возрастать по мере исчерпания других видов топлива (угля, нефти, газа). Можно указать также на применение гомогенных катализаторов, ускоряющих взаимодействие водорода и кислорода, которые выделяются в процессе эксплуатации ядерных реакторов с водяным охлаждением [188]. [c.236]

При нитровании толуола азотной кислотой образуется смесь орто-, пара- и метаизомеров мононитротолуола при дальнейшем нитровании азотной кислотой смеси нитротолуолов образуется смесь изомеров с преобладанием 2,4-динитротолуола, из которого затем образуется 2,4,6-тринитротолуол. Хло ропроизвод-ные толуола получают замещением хло1ром водорода метильной группы. При каталитическом окислении толуола кислородом воздуха образуются бензальдегид, бензойная и малеиновая кислоты. [c.68]

Самые первые шаги в области электронной теории катализа были сделаны Писаржевоким в 1916—1926 гг. Поводом к этому послужили работы Киркби [138], Дж. Томсона [139] и Боне [140], предположивших, что горячая поверхность твердого тела катализирует реакции не столько за счет теплоты, сколько за счет выделения электрически заряженных частиц. В 1913 г. Р. Томсон [141] показал правильность таких предположений на примере каталитического окисления водорода на платине. Следствием отсюда и явилось мое предположение,— говорит Писаржевский,— что катализ платиной процесса соединения водорода с кислородом сводится к действию находящихся в ней (вследствие диссоциации ее атомов) свободных электронов [142]. [c.239]

Содержание киолорода в сыром аргоне составляет от 12 до 1—2% в зависимости от типа установки. Кислород, оставшийся в сыром аргоне после ректификации фракции в аргонной колонне, в промышленности удаляют химическим путем. Первый, наболее широ ко распространенный способ основан на окислении водорода кислородом, содержащимся в сыром аргоне. Этот процесс можно осуществлять пламенным сжиганием водорода, а также каталитическим окислением. [c.335]

Для очистки неоно-гелиевой смеси от водорода используется метбд каталитического окисления водорода на палладиевом катализаторе, при этом в контактный аппарат вводится кислород в количестве, превышающем стехиометрическое. Избыток 62 удаляется вместе с азотом низкотемпературной адсорбцией на активированном угле. [c.99]

Скорость отщепления водорода можно увеличить, добавляя соответствующий катализатор, лучше всего фермент — дегидрогеназу. Роль катализатора в реакции отщепления водо-рода. может вьшрлнять и сам мета тл электрода, налример, платинированная платина. Однако эффект будет значительно меньше, чем при применении ферментов. Скорость ионизации водорода также можно увеличить, применяя электрод, обладающий каталитическими свойствами — платинированную платину или палладий. Такие электроды, однако, катализируют и побочные реакции, в частности, реакцию окисления водорода кислородом, и поэтому не всегда применимы. [c.27]

Если мысленно выделить область кристаллической решетки, являющуюся центром катализа, то она может оказаться довольно обширной и охватить большое число атомов как непосредственно связанных с функциональной группой центра, так и более или менее удаленных от нее. О, величине зоны трансмолекулярного влияния можно судить, например, по данным Гуотми и Каннингема [3], которые показали, что при разложении СО на монокристаллах никеля уголь отлагается на грани 111 кубического никеля и не отлагается на грани 0001 гексагонального никеля, хотя эти грани не отличаются друг от друга расположением атомов, образующих ловерхность, а разнятся только расположением атомов в третьем слое. Те же авторы отмечают, что перестройка граней моно-криста лла меди в реакции окисления водорода кислородом охватывает слой металла толщиной в несколько тысяч ангстрем. О сильном влиянии на каталитические свойства функциЬнальной группы центра катализа со стороны атомов збны трансмолекулярного влияния можно судить и по многим другим фактам влияния носителей на каталитическую активность нанесенных и адсорбционных катализаторов. [c.31]

Отличительная особенность палладия — способность поглощать значительные количества водорода. Так, 1 объем Pd при 80°С может поглотить до 900 объемов Нг- Палладий и никель — хорошие катализаторы гидрирования, восстановления водородом. В присутствии Pd водород (даже на холоду и в темноте) легко восстанавливает галогены, переводит SOg в HgS, СЮз в lj и т. д. Для платины наиболее характерно поглощение кислорода. Большое значение платина имеет как катализатор окисления кислородом аммиака (в производстве HNOg), водорода (для очистки Оз от примеси На) п в других процессах каталитического окисления. [c.607]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология