Индуцированная неоднородность каталитических поверхностей

Вследствие того, что кислотно-основной катализ определяется в первую очередь свойствами не твердого тела в целом, а отдельных атомов и ионов, его составляющих, в нем не должны наб.людаться эффекты так называемой индуциро-ванной неоднородности, специфические для окислительно-восстановительного гетерогенного катализа. Поэтому кислотно-основная поверхность по каталитическим и адсорбционным свойствам должна быть более однородной, чем поверхность оккслительнс-восстановительных катализаторов. Это, действительно, наблюдалось Е. А. Фокиной и автором [33]. [c.278]

Направленность, избирательность и эффективность адсорбционных и каталитических процессов во многом определяются структурой и природой пористых веществ, применяемых в качестве адсорбентов и катализаторов. Известно, что чем больше величина удельной поверхности пористого тела и ее доступность для адсорбирующихся или реагирующих молекул, тем выше селективность сорбционного процесса или степень их каталитического превращения в конечные продукты. В таком случае активность пористых тел должна быть пропорциональна величине удельной поверхности, соприкасающейся с адсорбируемым веществом. Справедливость такого утверждения имеет реальный смысл лишь при допущении энергетической однородности поверхности пористого тела, равномерном распределении его активных центров по площади и равной силе их взаимодействия с молекулами адсорбата. Поскольку химическая природа поверхности реальных адсорбентов и катализаторов характеризуется неоднородностью, которая индуцируется взаимодействием между адсорбированными частицами, то избирательность и результативность работы этих адсорбентов и особенно катализаторов будут зависеть от распределения активных мест по их доступной поверхности. Поэтому, зная величину удельной поверхности, ее природу и геометрическую характеристику, можно не только предвидеть поведение адсорбента и катализатора [c.40]

Доступность поверхности катализатора для реагирующих газов играет важную роль при выборе твердого вещества, которое должно служить активным катализатором для гетерогенных газовых реакций. Чем больше для каждого данного катализатора величина новерхности, доступной для реагирующего газа, тем выше степень превращения этого газа в конечные продукты. Немногие катализаторы обладают поверхностями, характеризующимися энергетической однородностью в том смысле, что все адсорбционные центры являются равноценными и что каждая молекула адсорбата обменивается с адсорбционным центром одним и тем же количеством энергии. Если такой катализатор и может быть приготовлен, то его активность должна быть пропорциональна площади поверхности, соприкасающейся с адсорбируемым газом. Однако, как уже говорилось в главе 2, катализаторы а priori характеризуются некоторой неоднородностью новерхности и, кроме того, эта неоднородность индуцируется взаимодействием между адсорбированными частицами. Независимо от причины появления такой неоднородности результатом ее является то, что некоторые участки новерхности катализатора оказываются более активными, чем другие. В таком случае активность катализатора уже не будет просто пропорциональна величине поверхности а скорее, должна зависеть от характера распределения активности но доступной поверхности. Однако, несмотря на существование энергетически неоднородных поверхностей, имеется множество катализаторов, характеризующихся пропорциональностью между активностью и величиной поверхности, причем на долю какой-либо неоднородности приходится лишь небольшая часть всей химически активной поверхности. Одним из самых первых приложений измерений величины новерхности было предсказание отравления катализаторов. Е1сли при длительном исиользовании катализатора его активность снижается быстрее, чем величина новерхности, то можно иред-нолагать, что происходит отравление этого катализатора, а если уменьшение площади поверхности катализатора сопровождается соответственным снижением активности, то это указывает на термическую дезактивацию катализатора. Другим приложением определения величины поверхности является метод оценки эффективности носителей и промоторов. Носитель или промотор может либо увеличивать площадь поверхности, доступной для адсорбции и протекания реакции, либо повышать каталитическую активность в расчете на единицу площади поверхности. Следовательно, зная величину новерхности, можно предвидеть поведение катализатора и определить роль его поверхности в гетерогенных газофазных реакциях. Следует, однако, подчеркнуть, что часто химической активностью обладает лишь небольшая доля поверхности, определяемой с помощью физических методов. [c.160]