Центры на поверхности

Касаясь вопроса о возможной активности данного катализатора, важно заметить, что само по себе существование химически ненасыщенных центров на поверхности твердого вещества еще не гарантирует каталитической активности. Если эти активные центры обладают достаточно большой свободной энергией, они будут стабилизироваться за счет образования перманентных химических связей либо с реагирующими веществами, либо с любыми примесями, что эквивалентно отравлению катализатора . Для того чтобы обладать эффективными каталитическими свойствами, ненасыщенные (или активные) центры должны образовывать слабые или лабильные связи с реагирующими веществами. Это — веское обоснование каталитических свойств воды (действующей как растворитель), заключающихся в облегчении протекания ионных реакций. [c.532]

Характер активных центров на поверхности металла зависит от его химической природы, способа обработки и чистоты. Необходимо подчеркнуть, что химический состав поверхности играет существенную роль в протекании поверхностных процессов, и при рассмотрении конкретных вопросов химмотологии в области поверхностных явлений следует вносить поправки на особенности химического строения адсорбента. Химическое строение металла подробно рассматривается металловедением [203]. Поверхность металлических деталей представляет собой комбинацию полярных активных участков и олеофильных участков, природа которых определяется в основном дисперсионными силами. Адсорбция молекул некоторых углеводородов, индуцирующих на металле большие дипольные моменты, может способствовать превращению поверхности из неполярной в полярную [204]. [c.181]

Кислотные центры на поверхности катализатора обладают высоким сродством к электрону или к химически активным протонам и поэтому способны превращать углеводороды в активную форму (например, в карбкатион) путем удаления из молекулы ионов водорода или, возможно, путем присоединения к ней протонов [205]. [c.195]

Введение фтора в оксид алюминия приводит к повышению акцептор-активности его поверхности. Исследование поверхности -у-оксида алюминия методом ЭПР при использовании в качестве адсорбатов антрацена, нафталина и бензола, обладающих разными потенциалами ионизации, позволило по.г>учить распределение акцепторных центров на поверхности по их силе (табл. 2.2). [c.46]

Активные центры на поверхности придают кислые свойства алюмосиликатному комплексу. Эту кислотность можно определить с помощью измерений pH в воде, а также путем титрования аммиаком или хинолином. При титровании другими щелочными реагентами катализатор теряет свою активность, однако ее [c.340]

Титрование взвеси катализаторов бутиламином в безводном растворителе с набором индикаторов Гаммета (Яо-индикаторов) позволяет дифференцировать центры на поверхности катализатора по величине их кислотности. [c.130]

Особенностью адсорбционных взаимодействий является то, что адсорбирующаяся молекула взаимодействует не с одним центром на поверхности адсорбента (ионом, атомом или молекулой, образующими его решетку), но со многими соседними центрами. При этом суммарное взаимодействие молекулы адсорбата со всем адсорбентом, обусловленное дисперсионными силами, всегда больше взаимодействия ее с одним центром адсорбента, а суммарное электростатическое взаимодействие может быть и меньше электростатического взаимодействия с одним центром адсорбента (если, например, диполь молекулы адсорбата, притягиваемый катионом решетки, испытывает отталкивание со стороны соседних с этим катионом анионов, образующих вместе с катионами знакопеременную поверхность адсорбента). [c.438]

Томимо катионного состава образца соотношение интенсивности полос при aVa) и 3550 см—1 зависит от температуры его активации. Прн температуре 380 °С интенсивности обеих полос поглош ения становятся равными н катализатор проявляет максимальные активность и селективность. Равенство интенсивностей полос поглощения свидетельствует, по-видимому, о примерном равенстве концентраций бренстедовских и льюисовских кислотных центров на поверхности катализатора, что вполне согласуется с представлением об их взаимном влиянии и образовании су-перкислотных центров катализатора. [c.351]

Повыщение активности и селективности описанных соединений палладия при осаждении на силикагеле позволяет предположить образование активных центров на поверхности носителя, подобных описанным в [77], за счет взаимодействия лигандов палладия с поверхностными гидроксильными группами силикагеля [c.140]

Для активности катализаторов важно не только наличие активных центров, но число их и характер расположения. Чем больше геометрическое соответствие между расположением атомов в адсорбируемых молекулах исходных веществ и расположением активных центров на поверхности катализатора, тем активнее последний. Геометрическое соответствие проявляется в близости значений межатомных расстояний в кристаллической решетке катализатора и молекулах реагента (реагентов), а также в сходном расположении атомов в решетке и молекулах, что обеспечивает интенсивное взаимодействие реагента с катализатором при адсорбции. Если число активных центров или же их расположение (по их рисунку или по расстояниям между ними) не соответствует структуре молекул реагирующих веществ, процесс ускоряться не будет. Роль промоторов сводится главным образом к доукомплектованию активных центров. [c.226]

Процесс формирования промежуточных поверхностных соединений происходит на активных участках активные центры) катализатора. Силовые поля активных центров ослабляют связи между атомами адсорбированных молекул, что и приводит к возрастанию реакционной способности. Важно подчеркнуть, что активные центры составляют весьма небольшую долю поверхности. Это подтверждается действием каталитических ядов, блокирующих активные центры ничтожное количество их уменьшает активность катализатора или выводит из строя большие его массы. Путем дозировки отравления можно даже определить число активных центров на поверхности катализатора. [c.125]

Представляется существенным не только наличие активных центров, но число их и характер расположения. Чем больше геометрическое соответствие между расположением атомов в адсорбируемых молекулах исходных веществ и расположением активных центров на поверхности катализатора, тем активнее последний. Если число активных центров или же их расположение (по рисунку или по расстояниям между ними) не соответствует структуре молекул реагирующих веществ, процесс ускоряться не будет. Из этого следует существенное значение энтропийного фактора в гетерогенном катализе. Роль промоторов сводится, главным образом, к доукомплектованию активных центров. [c.125]

Приравнивая (в случае стационарного процесса) скорость реакции активных центров на поверхности к скорости их подачи диффузией, т. е. к величине 3, найдем т = кп = к (ге — ге ), откуда следует [c.208]

Катализаторы со временем могут терять свою активность. Это объясняется тем, что обычно побочные химические процессы, в результате которых каталитически активный центр — атом, молекула, ион, каталитический центр на поверхности —блокируется, выводится из сферы реакции. Такими процессами могут быть реакции нейтрализации в кислотно-основном катализе, комплексообразования, когда катализатор в виде ионов комплексуется с определенными лигандами и выходит из сферы реакции реакции образования нерастворимых соединений и др. Потеря каталитической активности может быть обусловлена химическим распадом в результате термических или фотохимических процессов. Явления, когда активность катализатора резко уменьшается при прибавлении незначительных количеств некоторых веществ, иногда падая до нуля, называется отравлением катализаторов. Вещества, резко понижающие активность катализатора, называются каталитическими ядами. Сильное действие каталитического яда объясняется тем, что в большинстве каталитических процессов концентрация катализатора очень мала и для блокирования каталитических центров нужны незначительные количества каталитического яда. [c.622]

Чтобы лучше понять закономерности кинетики гетерогенно-ката-литических процессов, целесообразно рассмотреть специфические особенности катализа на поверхности раздела фаз. В гомогенном катализе катализатор выступает в молекулярной форме, в гетерогенном катализе катализатор выступает в форме совокупности большого числа молекул или атомов, образующих отдельную фазу. Так, например, в коллоидной частице платины сосредоточено 10 10 атомов, из них менее 1 % расположено на поверхности частицы. В скелетном никеле число атомов в частице радиусом 50 мкм равно 10 , из них только несколько процентов находится на поверхности раздела фаз. Следовательно, в гетерогенном катализаторе только незначительная часть атомов или молекул катализатора может непосредственно взаимодействовать с молекулами реагирующих веществ. С увеличением 5уд возрастает доля молекул или атомов, находящихся на поверхности раздела фаз, возрастает и каталитическая активность. Однако диспергирование катализатора до молекулярной степени дисперсности необязательно приведет к максимальной активности катализатора. Активность при этом может проходить через максимум и снижаться до нуля. Активные центры на поверхности катализатора могут включать несколько атомов или атомных групп. Их каталитическая активность может зависеть от атомов и молекул, находящихся во втором, третьем или п-м слоях атомов и молекул. Тогда переход к молекулярной степени дисперсности приведет к разрушению активного центра и к потере активности катализатора. В гомогенно-каталитических реакциях в растворах молекулы катализатора равномерно распределены по всему объему жидкой фазы. В гетерогенном каталитическом процессе молекулы или атомы, принимающие участие в элементарном каталитическом акте, сосредоточены в очень малом объеме, ограниченном поверхностью катализатора и толщиной слоя раствора (газа) Л, равной расстоянию, на котором начинают существенно проявляться силы притяжения между молекулами реагирующих веществ и поверхностью катализатора. Принимая /г 10 м и 5уд 100 м г"1, рассчитаем объем реакционного пространства, в котором протекает элементарный химический акт [c.636]

Одним из главных вопросов любой теории гетерогенного катализа является вопрос о модели активного центра на поверхности катализатора. Впервые представление об активном центре было развито Тейлором. По Тейлору, поверхность катализатора не является идеальной, ровной поверхностью. На ней могут быть трещины, ребра, дефекты кристаллической решетки. Энергетические свойства разных участков поверхности могут сильно различаться. Каталитически активными центрами может быть небольшая часть дефектов поверхности. Причиной каталитической активности Тейлор считал ненасыщенность связей в атомах, находящихся в активном центре. По Тейлору, активными центрами являются пики , вершины на поверхности катализатора. [c.655]

Для установления природы и числа кислотных центров на поверхности твердых кислот использовались различные методы. Авторы стремились выявить различия между кислотными центрами Бренстеда и Льюиса, а также найти их общее число и распределение. К сожалению, большинство описанных методов применимо лишь при невысоких температурах, далеких от тех, которые используются в каталитическом крекинге, вследствие чего они только в общих чертах отражают основные тенденции, но не дают точных результатов. [c.108]

Если реакция лимитируется десорбцией, то практически все активные центры поверхности заняты адсорбированными молекулами. Число активных центров на поверхности твердого тела составляет см 2. Предэкспоненциальный множитель [c.145]

После заполнения всех активных центров на поверхности, т. е. после образования мономолекулярного слоя, при достаточной концентрации в жидкости полярных молекул формируются последующие ряды граничного слоя (7]. [c.67]

По мнению многочисленных исследователей, снижение удельной поверхности за счет термической и гидротермической деструкции неизбежно и необратимо. Потеря некоторой площади поверхности вызвана работой катализатора при повышенных температурах (470-670 К) в газовой среде, содержащей воду. Сорбция воды на активных центрах и гидратирование поверхности оксида алюминия снижает удельную концентрацию активных центров на поверхности катализатора. [c.155]

Концентрацию кислотных (основных) центров на поверхности твердых тел обычно выражают числом кислотных (основных) центров, отнесенных к единице массы или поверхности. Часто эту величину характеризуют также количеством адсорбированного вещества или же вещества, пошедшего на титрование (в ммоль. м , мг-экв/м ). Иногда ее называют кислотностью (основностью). Кроме [c.382]

Химическая система в этом случае будет весьма сложной. Частицы будут сильно связаны с различными активными центрами на поверхности металла. В тех случаях, когда частицы являются ионами, электрическое поле, возникающее на поверхности, будет стремиться притянуть ионы противоположного заряда из раствора. Первый слой называется электродным двойным слоем, в то время как распределенные в растворе определенным образом ионы противоположного знака образуют диффузиопный двойной слой. Более подробно о двойном слое см. [66]. [c.554]

Большинство протекающих каталитических реакций и их скорость зависит от копичества активных центров на поверхности катализатора. Истинная активность катализатора, оцениваемая значением пропорциональна активной поверхности. В грануле пористого катализатора активная поверхность представлена в виде стенок пор различного диаметра. В порах малого диаметра сопротивление диффузии значительное и кажущаяся активность снижается. Поры большого размера имеют малую поверхность и по этой причине кажущаяся активность их также невысока. Следовательно, для достижения оптимально высокой активности в катализаторе должно быть обеспечено определенное соотношение числа пор больших и малых размеров. Вместе с тем, в зависимости от количественного соотношения пор различных размеров, катализаторы характеризуются различной насьшной плотностью р . Увеличение пор малого диаметра ведет к увеличению значения р , а увеличение числа пор большого диаметра приводит к снижению значения катализатора. Общее уравнение, связьшающее кажущуюся константу скоростк реакции с истинной константой скорости и физико-химическими характеристиками катализатора в упрощенной форме, имеет следующий вид [c.80]

Строго говоря, скорость реакции 5 зависит от давления водорода, так как число свободных активных центров на поверхности катализатора, на которых может адсорбироваться циклоалкен с образованием а,Р-диадсорбированных частиц, зависит от количества водорода в системе. С учетом этого вывод Сигеля [2] становится еще более убедительным, так как при высоких давлениях Нг с увеличением его количества в системе скорость образования а,Р-диад-сорбированных частиц (реакции 3 и б) уменьщается еще сильнее. [c.24]

Результаты работ Синфелта и сотр. [17—20] по исследованию влияния парциальных давлений этана и водорода на скорость гидрогенолиза достаточно хорошо согласуются с механизмом, предложенным Тейлором [2, 13]. При этом порядок реакции по углеводороду близок к единице и отрицателен по водороду. Полученные данные хорошо согласуются также с представлениями об интенсивном дегидрировании на поверхности, предшествующем медленной стадии разрыва С—С-св>1зей. Синфелтом [20] на примере гидрогенолиза алканов рассмотрена связь активности и селективности металлических катализаторов с положением металла в периодической системе элементов, а также некоторые вопросы определения дисперсности металлов, особенности их каталитического действия, катализ на биметаллических системах и сплавах. Отмечено, что тип активных центров на поверхности металла определяется его дисперсностью. Доля координационно ненасыщенных атомов, расположенных на ребрах и вершинах кристаллов, резко увеличивается с уменьшением размеров кристаллитов и почти равна единице в случае кластеров, включающих несколько атомов. Этим обусловлено влияние дисперсности металла на удельную активность металлических катализаторов, что проявляется для большой группы структурно-чувствительных реакций. При катализе на сплавах важное значение приобретает возможное различие составов на поверхности и в объемах сплавов. Введение в систему даже малого количества более летучего компонента часто приводит к значительному обогащению им поверхности сплава. [c.91]

Отравляющее действие воды на катализатор Pt - AljOj - F в процессе изомеризации сводится к ее взаимодействию с донорно-акцепторными центрами фторированного оксида алюминия с образованием но -вых гидроксильных групп, снижающих концентрацию активных кислотных центров на поверхности оксида алюминия. [c.91]

Согласно ОДНОЙ теории, активные центры на поверхности катализатора связываются с дефектами в кристаллической решетке. Если молекулы промотора незначительно отличаютср по размерам от молекул катализатора, молекулы промотора могут внедриться в кристаллическую решетку катализатора и вызвать тем самым ее искажение. Уже при весьма малом количестве такой добавки может резко увеличиться число дефектов в решетке и, следовательно, активность катализатора. Имеется много прямых доказательств справедливости этой теории. [c.305]

Определение кислотности как критерия каталиттес-1К0Й активности является сложной задачей, поскольку при этом важно знать не только силу кислотных центров на поверхности катализатора, но также и их природу. Данные о силе протонных и апротонных центров особенно необходимы при изготовлении оптимальных катализаторов с требуемыми кислотными свойствами. [c.129]

Каковы бы ни были конкретные взгляды, на механизм катализа, обычно признается существование активных центров на поверхности катализатора. Однако имеется и другая точка зрения. Например, Г. К. Боресков считает, что активных центров не существует и каталитическая активность является свойством, присущим всей поверхности твердого тела. Отсюда следует, что активность прямо пропорциональна общей поверхности катализатора и зависит только от его химического состава. Поэтому катализаторы одинакового химического состава должны иметь постоянную удельную активность. Для некоторых металличв" ских катализаторов такая точка зрения подтверждается опытч [c.338]

Второй вид обратной связи может осуществляться вследствие изменения константы скорости реакции при изменении числа свободных центров на поверхности катализатора в ходе реакции. Математическая модель такого типа иследована в [133] на примере окисления окиси углерода на Р1, Р(1, 1г и показано, что роль буфера, хотя он и реагирует с адсорбированной окисью углерода, может играть растворенный в приповерхностном слоем кислород. Если над растворенным в приповерхностном слое кислородом не происходит адсорбции реагирующих веществ или она исчезающе мала, то изменение концентрации растворенного кислорода может приводить к изменению числа свободных мест на поверхности катализатора и к резкому изменению скорости реакции необходимому для возникновения колебаний. [c.318]

В основе мультиплетной теории лежат два принципа геометрического соответствия и энергетического соответствия. Сущность геометрического соответствия заключается в том, что структурное (геометрическое) расположение силовых центров на поверхности катализатора должно отвечать расположению атомов в молекуле. На поверхности катализатора расположение силовых центров подобно матрице. К данной матрице может подойти и взаимодействовать молекула определенного геометрического строения. Силовым центром могут быть дефект решетки, атом, недостроенная грань и т. п. Актив- [c.655]

Мулътиплетная теория А.А.Баландина придает особое значение соответствию между геометрической конфигурацией активных атомов на поверхности катализатора и расположением атомов в той части реагирующей молекулы индексной группы, которая при адсорбции взаимодействует с катализатором. Притяжение молекул одновременно к нескольким (двум, трем и т.п.) силовым центрам на поверхности адсорбента им названо мультиплетной адсорбцией. При мулыи-плетной адсорбции в молекуле образуется циклическое промежуточное соединение с участием двух или более атомов катализатора. [c.83]

Исходя из консекутивного механизма образования кокса и иелево-го продукта, их конкурентного сопряжения, в результате чего рост выхода кокса сопровождается уменьшени< м выхода целевого продукта и числа свободных активных центров на поверхности катализатора, на которых в данный момент протекают реакции уплотнения, и центров, где коксовые полимеры уже достигли максимальной степени полимеризации, на1 и выведено уравнение образования ко са во времени для катализаторов различного типа, конечное уравнение имеет вид + в,(1 е- "). (4.4) [c.98]

Платина не только ускоряет реакции гидрирования-дегидриро-вания, но и замедляет образование кокса на поверхности. Объясняется это следующим диссоциативно адсорбированный на платине водород диффундирует на поверхности катализатора к местам образования отложений кокса. Коксогены гидрируются, что способствует десорбции их с поверхности, и в результате этого скорость образования кокса зависит от давления водорода. Поэтому минимальная концентрация платины в катализаторах риформинга определяется скорее необходимостью поддерживать их поверхность в чистом состоянии, а не необходимостью получения достаточного числа активных центров на поверхности металла. В определенной степени концентрация платины зависит также от природы используемого сырья и условий проведения процесса. [c.140]

Для многих реакций важны кислотные и основные центры на поверхности катализаторов. Ими могут быть центры типа Бренстеда или Льюиса. Нередко для диссоциативной хемосорбции необходима пара расположенных рядом кислотного и основного центров. Например, диссоциативная адсорбция метанола на поверхности оксидов происходит с образованием метоксиль-ных и гидроксильных групп на бренстедовском основном (В) и льюисовском кислотном (L) центрах [c.12]

Скорости адсорбции и десорбции приведены для модели адсорбции, основанной на следующих допущениях (модель Ленг-мюра) адсорбированные частицы связаны с определенными центрами на поверхности, каждый из которых может присоединять одну частицу все центры поверхности энергетически равноценны и одинаково доступны для адсорбции энергия адсорбированных частиц не зависит от присутствия или отсутствия других частиц на соседних центрах. [c.146]

Функция кислотности Гаммета На для ЗЮг составляет от +4 до -+-6,8, окись алюминия также имеет очень слабые кислотные свойства (Яо -[-4), а алюмосиликаты имеют Яо —8,2, их кислотность близка к кислотности серной кислоты, нанесенной на силикагель. Сила кислотных центров на поверхности алюмосиликатов различна, часть центров обладает очень высокой кислотностью (Яо —12,5). С изменением соотнощения ЗЮа А Оз в алюмосиликатах изменяется кислотность и по Бренстеду, и по Льюису. Кислотность по Льюису максимальна для чистой окиси алюминия и с увеличением содержания 5102 уменьшается, для чистой двуокиси кремния они приблизительно равна нулю. Кислотность по Бренстеду в расчете на единицу поверхности алюмосиликата максимальна при содержании 30—40% АЬОз и 70—60 /о 5Юг. Аморфные синтетические алюмосиликаты такогв" состава имеют максимальную активность при каталитическом крекинге (при одинаковой технологии приготовления). Из нижеприведенных данных видно, что при нагревании алюмосиликатов протонная кислотность [c.210]