Гетерогенное окисление окиси углерода КАЦ Катализаторы

Кинетика гетерогенного окисления окиси углерода в динамической системе может быть успешно изучена с помощью теории адсорбционной волны, то есть распределения газа по всему слою реагирующего твердого тела во время непрерывного пропускания газо-воздушной смеси. Цель такого рассмотрения заключается в том, чтобы на основании минимальных экспериментальных данных и без исчерпывающих испытаний самого слоя катализатора сделать возможным предсказание характеристики действующей колонны, подобной, например, патрону противогаза. Кроме того, оно дает возможность разработать наилучшие методики для испытаний слоев катализатора в лабораторном масштабе и получить отсюда необходимые сведения для характеристики и оценки эффективности и режима работы больших реакторов [72]. Так как в результате химической реакции на поверхности зерен окись углерода удаляется из газовой смеси полностью, то обратное давление окиси углерода на поверхность реагента не должно иметь места, и поэтому кинетика реакции в проточной системе должна быть весьма сходной с кинетикой необратимой адсорбции в реагирующем слое (например с кинетикой извлечения мышьяка и сероводорода пропитанным древесным углем). [c.312]

Изучение гетерогенного окисления окиси углерода явилось сферой плодотворной деятельности многих исследователей, работающих в области гетерогенного катализа. Весьма активные катализаторы готовились из простых окисей, многокомпонентных смесей окисей и солей кислотообразующих окислов металлов, содержащих главным образом металлы I, VI, VII и VIII групп периодической системы элементов. Многие из этих окислов представляют собой нестехиометрические соединения, которые в зависимости от существующих условий температуры, давления и других факторов легко могут присоединять и отдавать кислород. Знакомство со структурой и свойствами самого катализатора становится поэтому чрезвычайно важным. Весьма специфический характер катализируемых реакций привел к возникновению концепций геометрического фактора в катализе. Так, Питцер и Фрезер [22] указывают на то, что у высших окисей кобальта, никеля и марганца, которые являются эффективными катализаторами окисления окиси углерода, межатомные расстояния металл — кислород изменяются только незначительно, а именно в интервале от 1,75 до 1,85 Я. В случае окиси меди, являющейся промотором, межатомное расстояние равно 1,87 А. Поэтому было высказано предположение, согласно которому геометрия поверхности гопкалитов имеет такой характер, что окись углерода может быть легко адсорбирована путем образования связи одновременно обоими атомами, а именно атомом металла и атомом кислорода. Катализ облегчается путем уменьшения координационного числа атома металла повышенная координация [c.328]

Окисление окиси углерода с окисномедным катализатором [1], а также окисление этилена в присутствии серебряного катализатора [2] являются классическими примерами реакций гетерогенно-каталитического окисления. Непрерывные и тщательные исследования поверхностных реакций с участием окиси углерода привели к лучшему пониманию роли, которую играет катализатор. Совсем недавно изучение каталитического окисления различных углеводородов с помощью окиснометаллических катализаторов позволило получить дополнительные сведения о механизме реакций гетерогенного окисления [3]. Многие гетерогенно-каталитические реакции окисления служат основой важных промышленных процессов. В настоящее время каталитическое окисление толуола, ксилола и нафталина с использованием окислов металлов в качестве катализаторов [4] прочно вошло в практику как удобный метод крупномасштабного производства фталевого и малеинового ангидридов. Каталитическое окисление аммиака в присутствии платинового катализатора дает окись азота и поэтому используется при производстве азотной кислоты [5, 6]. Промышленное значение имеет также реакция окисления двуокиси серы в присутствии либо платинового катализатора [7], либо пятиокиси ванадия [8]. Так как все эти реакции были изучены в значительной степени, в данном разделе рассматриваются лишь отдельные примеры, достаточные для того, чтобы продемонстрировать основные принципы, играющие в катализе важную роль. [c.315]

Наиболее важным и наиболее распространенным видом гетерогенного катализа является катализ газовых реакций на поверхности твердых катализаторов. Так как в гетерогенном катализе большое значение пмеет поверхность, то катализаторы обычно приготавливаются путем распределения его на твердом носителе с высокоразвитой поверхностью. Такими носителями чаще всего служат силикагель, активный уголь, окись алюминия, асбест и др. Примерами гетерогенного катализа могут служить следующие реакции 1) контактный способ получения серной кислоты путем окисления сернистого газа кислоррдом воздуха па катализаторах Р1 и У20д 2) синтез метилового спирта (метанола) из водорода и окиси углерода на катализаторе ХпО (активированном СгзОд, У О,,) 3) реакции гидрогенизации непредельных соединений (Сабатье и Зелинский), имеющие значение и производстве душистых веществ и жиров, например гидрогенизация этилена и ацетилена на катализаторах N1, Со, Сп, Ге [c.187]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология