Пористые материалы как катализаторы

По мере увеличения скорости химической реакции и, соответственно, величины Ч может начать сказываться еще один фактор — микроструктура зерна. Если глубина проникновения реакции в катализатор уменьшится настолько, что станет сравнимой с характерным размером пор d , то пористый материал уже нельзя будет рассматривать как квазигомогенную среду. В этом предельном случае реакция пойдет только на внешней поверхности частицы, как если бы она вовсе не была пористой. Если глубина шероховатостей намного меньше толщины диффузионного пограничного слоя, то эту поверхность можно считать равнодоступной в диффузионном отношении. [c.108]

В [4] оценивают влияние стенки на пористость слоя катализатора шириной пристенной зоны порядка 3—4-х эквивалентных диаметров частиц, что не согласуется с исследованиями, приведенными выше. По-видимому, такое несоответствие можно объяснить тем, что в первом случае речь идет об ограждающем влиянии стенки, а во втором — о пристеночной зоне. Действительно, если рассматривать взаимодействие двух плотно соприкасающихся тел с различными физическими свойствами — степ-ки и сыпучего материала, то между ними должна быть переходная зона, которая распространяется в сторону менее жесткого тела, т, е. в сторону сыпучего материала. Ширина пристеночной зоны как в модели, так и в натуре одинакова, так как свойства соприкасающихся друг с другом тел практически одинаковы. [c.35]

Другим инструментом, который может также иногда применяться для оценки каталитической активности в процессе контроля производства катализаторов, является прецезионная аналитическая техника, пригодная для определения удельной поверхности и внутренней пористой структуры катализаторов. Усовершенствованные методы этой техники позволяют исследовать поверхностные свойства активного материала, иногда в условиях реакции. Эта техника, которая широко используется в каталитических исследованиях, хорошо описывается многими авторами [7]. [c.48]

Вспомогательный материал катализатор (пористое железо). [c.184]

В качестве электродного материала в элементе используется пористый никель. Катализатором для катодной реакции служит серебро, а для анодной — палладий или борид никеля (М В). Элемент питается раствором едкого кали (20—40%), содержащим гидразин (0,5—8%). Раствор циркулирует в системе при 50—70 °С. [c.59]

В качестве катализатора в синтезе Дикона используется дихлорид меди, нанесенный на пористый материал. Опытным путем было установлено, что лучший практический выход СЬ получается в этих условиях при температуре 440—450°. [c.125]

Основываясь на полученных нами экспериментальных данных, можно заключить, что увеличение прочности и пористости материала носителя способствуют повышению термостойкости его гранул. В связи с этим в наших работах был предложен новый подход к решению проблемы существенного увеличения термостойкости носителей катализаторов, основанный на совмещении действия факторов, способствующих упрочению каркаса носителя и образованию пор. В результате одновременного действия этих факторов термостойкость [c.92]

Объем контура с технологическим газом внутри газодиффузионного завода, спроектированного для заданной производительности, определяется уровнем давления газа внутри контура и полной площадью пористых фильтров. При заданной конфигурации и заданном КПД ступени уровень давления определяется значением характеристического давления Рг (3.66), обратно пропорциональным среднему радиусу пор а. Полная площадь пористых фильтров обратно пропорциональна проницаемости фильтров (3.18), которая в свою очередь пропорциональна я6//, т. е. отношению произведения а на 6 к толщине фильтра I. Хорошие пористые фильтры должны поэтому иметь противоречивые характеристики очень малый радиус (10 нм или меньше) [3.14, 3.182, 3.210], по возможности самую высокую пористость и самую малую ТОЛЩИН , достаточную механическую прочность и чрезвычайно низкую химическую активность. Все эти характеристики необходимы, так как после установки пористых фильтров в диффузионный делитель внутренняя поверхность пор должна противостоять годами воздействию постоянного потока коррозионно-агрессивного гексафторида урана при наличии большого перепада давлений поперек фильтра. Пористый материал должен иметь геометрию хорошего катализатора, будучи химически инертным. [c.124]

Расчет фильтров. Специфическим узлом конвертора окисления нафталина в псевдоожиженном слое катализатора являются фильтры. Они представляют собой трубы из пористого материала, установленные, как правило, внутри аппарата и предназначенные для отделения катализаторной пыли от контактных газов. Обилую фильтрующую поверхность рассчитывают по удельной производительности фильтров, которую находят опытным путем в рабочих условиях при заданном перепаде давления на фильтрах. После определения фильтрующей поверхности Рф мо.жно рассчитать наружный диаметр фильтра йф, его длину 1ф, шаг между фильтрами I и число фильтров п. [c.106]

Если пренебрегать пористостью отдельных элементов, то к системам сложения следует отнести обычный песок, гальку, гравий, ракушечник, пряжу, волокнистые материалы фильтров, бумагу, сыпучие пищевые продукты, сухие красители, иониты, набивку из колец Рашига в колоннах технологических аппаратов, макроскопические слои сорбентов и катализаторов и т. п. Сложными системами, образующимися при сочетании систем роста с системами сложения, являются, например, ткани, получающиеся из отдельных элементов в процессе ткачества. Сюда же относятся строительные материалы, которые получаются сначала сложением отдельных элементов, а затем в системе идет процесс порообразования. Аналогичным путем развивается пористая структура в процессах спекания в порошковой металлургии. Частицы порошка, первоначально сложенные друг с другом, претерпевают превращение, приводящее к пористому продукту часто с замкнутыми сферическими порами [3]. Макроскопические слои активного угля получаются сложением ранее образованного пористого материала за счет процесса роста пористой структуры активного угля. Наконец, сложными системами являются также мембранные фильтры, фильтры Гуча, керамика, пористые стекла и т. п. [c.271]

Так, например, при проведении каталитической экзотермической реакции в неподвижном слое дисперсного катализатора существенно, чтобы выделяющаяся при реакции теплота непрерывно отводилась из внутренних зон слоя, где возможен нежелательный перегрев катализатора, к его наружной границе, откуда теплота будет отведена охлаждающей водой, подаваемой в рубашку охлаждения. При этом важно, с какой интенсивностью теплота будет передаваться внутри слоя и от слоя к поверхности охлаждения. Кроме того, поскольку реакция происходит на поверхности и внутри пористых частиц катализатора, то скорость выделения теплоты химической реакции зависит от температуры на поверхности и внутри частиц, согласно известному закону Аррениуса. Значение температуры внутри частиц связано с их размерами, с коэффициентом теплоотдачи между фильтрующимся потоком и поверхностью частиц и с температуропроводностью материала частиц (см. задачу о нестационарной теплопроводности твердых тел и пример ее решения (3.41)). [c.261]

Для пористого материала с высокоразвитой поверхностью /г достигает астрономической величины — порядка 10 км/г. Например, алюмосиликатный катализатор с удельной поверхностью 250 м г и объемом пор 0,3 см /г имеет длину пор на [c.187]

Наблюдаемые изменения являются несомненно изменениями поверхностной электропроводности, которая в поликристаллических полупроводниках, отличающихся хорошо развитой поверхностью, играет решающую роль. Вследствие изменения поверхности во время спекания образцов 2пО +РегОз около 1000° получается катализатор, электропроводность которого при пуске паров реагентов почти не изменяется. Такой катализатор, кстати, почти совершенно не активен. Спекание при этой температуре дает крупнокристаллический, мало пористый материал со слабо развитой поверхностью [15]. [c.41]

При изучении старения самого материала катализатора мы выбрали в качестве модельных систем вещества в форме мелкодисперсных дымовых налетов, на электронных фотографиях которых можно различить отдельные элементарные кристаллики. Изучались дымовые налеты окиси магния, окиси цинка и серебра . Благодаря специально выработанной методике мы могли сделать снимок со свежего препарата, затем вынуть препарат из микроскопа, прогреть его в электрической печи на воздухе определенное время при определенной температуре, затем снова поместить препарат в микроскоп и, что очень существенно, снова найти и сфотографировать то же самое поле зрения и следить за изменением одного и того же индивидуального кристаллика. Таким образом, удалось установить, что уже при температурах, составляющих 0.30—0.45 абсолютных температур плавления изучаемых веществ, начинается слипание мельчайших кристалликов в более крупные агрегаты, постепенно приводящее к ((спеканию препарата, т. е. к превращению исходной, очень пористой, воздушной структуры в сплошную массу, вначале поликристаллическую, еще сохраняющую общие очертания образовавших ее кристаллов, но при длительном нагревании претерпевающую рекристаллизацию (рис. 20—22). [c.140]

Кроме описанных процессов, в отделении мокрых операций проводится обработка готовых шариков раствором поверхностно-активного вещества (ПАВ), чем достигаются снижение капиллярного давления внутри шариков и уменьшение их растрескивания при сушке. Внутреннее капиллярное давление в шарике пористого материала при сушке возникает при передвижении влаги из самых тонких капилляров в более крупные поры, откуда в первую очередь испаряется влага. Возникающее давление тем выше, чем больше жидкость имеет поверхностное натяжение. Поэтому обработка шариков перед сушкой веществами, снижающими поверхностное натяжение в воде, способствует уменьшению растрескивания катализатора. Обработка заключается в погружении шариков на 1 ч в водный раствор ПАВ. В качестве ПАВ [c.62]

Влияние химического состава и концентрации исходных растворов на активность и пористую структуру катализаторов. По данному вопросу имеется достаточно обширный материал, поэтому мы не будем на нем специально останавливаться. Наши экспериментальные данные [7, 13—15] позволяют констатировать, что между активностью, пористой структурой катализаторов и их химическим составом (имеется в виду отношение окислов кремния и металлов) невозможно установить прямую взаимосвязь (ибо активность катализаторов зависит главным образом от условий (pH) синтеза и формирования активных поверхностных соединений). [c.374]

Реактор состоит из вертикального цилиндри еского корпуса 1, внутри которого расположена мешалка 2. Нижняя часть реактора имеет внутреннюю 3 и наружную 4 стенки. Вертикальная часть внутренней стенки выполнена из пористого материала. Исходные реагенты подаются насосом 5 через теплообменник 6 в пространство, расположенное между наружной и внутренней стенками, из которого через пористую стенку они поступают в реактор. Катализатор и воздух подаются через патрубки в нижнюю часть реакционной зоны. Циркуляция растворителя осуществляется с помощью конденсатора 7. При подаче исходного углеводорода сопротивление пористого мате риала составляет более чем 1 кг/см . [c.216]

Если из студенистого осадка кремневой кислоты осторожно удалить просушиванием при температуре не свыше 160° большую часть воды (не доводя до полного обезвоживания), то получается белая, слегка просвечивающая масса — силикагель. Силикагель очень пористый материал— I г его имеет поверхность, равную 465 Такая огромная поверхность силикагеля обусловливает его исключительную способность поглощать другие вещества. Он применяется для поглощения ценных газов из газовых смесей, для очистки керосина и масел, служит основой для нанесения катализаторов в сернокислотном производстве и т. д. [c.221]

В аппаратах химической промышленности палладий применяют обычно в виде черни (в тонкодисперсном состоянии палладий, как и все платиновые металлы, приобретает черный цвет) или в виде окисла PdO (в аппаратах гидрирования). Катализатор с палладиевой чернью готовят так пористый материал (древесный уголь, пемзу, мел) пропитывают ш елочным раствором хлористого палладия. Затем при нагревании в токе водорода хлорид восстанавливается до металла, и чистый палладий оседает на носителе в виде тонкодисперсной черни. [c.272]

Высокодисперсные пористые неорганические материалы, н частности, адсорбенты и катализаторы, получают в основном двумя методами. Один из них заключается в синтезе гидроз( ля с последующей его коагуляцией для образования геля гель высушивают. Частицы дисперсной фазы (корпускулы) в результате этих операций срастаются с образованием твердого каркаса. Так как частицы золя высокодисперсны, то получаемый пористый материал имеет большую удельную поверх- [c.154]

Для увеличения рабочей поверхности катализатора и облегчения его последующего отделения от полученного саломаса металлы катализатора часто осаждают на пористый материал с боль- [c.151]

Если линейный размер структурных элементов пористого тела настолько мал, что становится сопоставимым с длиной свободного пробега молекул (например, при кнудсеновской диффузии молекул газа в порах катализатора), то целесообразно применение так называемой модели пылевидного газа [55, 56], представляющей элементы твердого скелета пористого тела в виде тяжелых неподвижных макромолекул, способных рассеивать, адсорбировать и десорбировать молекулы газовой смеси. Иными словами, твердое вещество пористого материала формально рассматривается как равноправный компонент газовой смеси (пылевидный компонент) со своей концентрацией, молекулярной массой, парциальным давлением и т. п. Газовую смесь вместе с пылевидным компонентом называют псевдогазовой. В рамках модели пылевидного газа в принципе удается преодолеть основные трудности квази- [c.141]

При детальном обсуждении этой реакции Сквайрз [796] указал, что вначале образуется сульфат кальция, а сульфат магния позже, причем его образованию способствует оксид железа, действующий как катализатор. Сквайрз предложил частичный обжиг доломита для получения пористого материала, что позволило бы газам проникать в глубь частиц абсорбера. [c.170]

Высокодпсиерсные неорганические пористые тела (адсорбенты и катализаторы) получают в основном двумя методами. Один из них заключается в синтезе гидрозоля (например, метод поликонденсации кремневой кислоты), который затем подвергают коагуляции для получения геля. Гель высушивают, частицы (корпускулы) в результате этих операций срастаются с образованием твердого каркаса. Так как частицы золя высокодисперсны, то пористый материал получается с большой удельной поверхностью. Для удобства использования комки адсорбента дробят, гранулируют [c.129]

На стереохимию гидрирования могут оказывать влияние функ-щюнальные заместители в восстанавливаемом соединении, способные взаимодействовать непосредственно с катализатором или носителем ( якорный эффект). Так, гидрирование двойной связи в 1 -бензилоксикарбонил-4-пропилиденпирролидин-2-карбоновой кислоте на платиновом катализаторе приводит в основном к образованию г/г/с-изомера. Следовательно, эта непредельная кислота в ходе реакции адсорбируется на катализаторе большей частью таким образом, что ее карбоксильная группа обращена в сторону, противоположную поверхности катализатора. Чтобы изменить положение молекулы кислоты на катализаторе при адсорбции и тем самым стереонаправленность гидрирования, используют в качестве носителя катализатора не нейтральный пористый материал, как обычно, а основную ионообменную смолу. Благодаря солеобразованию с такой подложкой карбоксильная группа начинает играть роль своего рода якоря, ориентирующего адсорбирующуюся молекулу карбоксильной группой вниз, к поверхности катализатора. Теперь уже атом водорода, перемещаясь от катализатора к С -атому гетероцикла, образует с ним связь с той стороны, в которую обращена карбоксильная группа, т. е. занимает по отношению к ней /1/с-положение, тогда как про пильный заместитель оказывается в трапс-иоШ жении [c.32]

Катализаторы готовят осаждением или соосаждением компонентов из растворов, либо путем их смешивания. Полученную массу сушат и прокаливают В результате образуется структура из слипшихся, спекшихся мелких частиц с пространством между ними - порами, по которым диффундируют реагенты. Полученные таким образом катализаторы - осажденные или смесные катализаторы. Таким же образом готовят инертный пористый материал - носитель, на внутреннюю поверхность которого затем наносят активные компоненты (нанесенные катализаторы), с помошью, например, пропитки из [c.135]

Пример. Гранулы влажного пористого катализатора, имеющие орму цилиндров диаметром 13,45 мм и высотой 12,85 мм, подвергаются сушке в аппарате при пропускании воздуха через слой материала. Катализатор в слое высотой 50,8 мм, считая на сухой остаток, расположен на ситчатых противнях. Скорость прохождения воздуха равна 3900 кг сухого воздуха/д1 ч при 82° С, влажность воздуха 0,01 кг воды/кг сухого воздуха. Насыпная плотность катализатора 605 кг сухого материала/д1 , а поверхность его частиц составляет 282 м /м слоя катализатора. [c.540]

Катализаторы готовят осаждением или соосаждением компонентов из растворов, их смешиванием. Полученную массу сушат, прокаливают. В результате образуется структура из слипшихся, спекшихся мелких частиц. Пространство между ними - поры, по которым диффундируют реагенты. Это - осажденные или смесные катализаторы. Таким же образом готовят инертный пористый материал - носитель. На него наносят активные компоненты, например пропиткой из раствора, из которого на внутреннюю поверхность носителя осаждаются каталитически активные компоненты (нанесенные катализаторы). Другие методы приготовления также приводят к образованию сети капилляров сложной формы. Заметим, что такие же методы используют в приготовлении твердых сорбентов - адсорбентов. Полученный пористый материал формуют в виде элементов цилиндрической, кольцеобразной или иной формы, в том числе геометрически неправильной. Размер элементов, или, как их называют, зерен промышленного катализатора, составляет несколько миллиметров (3-6 мм - наиболее распространенный). Таким образом, катализатор представляет собой пористые зерна с развитой внутренней поверхностью. [c.86]

При увеличении пористости материала соответственно снижается его насыпной вес так образец одного из алюмосиликатных катализаторов крупнопористой структуры имеет насыпной вес 0,348 Г1см а мелкопористой структуры 0,707 Г1см . [c.14]

Следуя Я. Б. Зельдовичу, мы вначале не будем делать никаких предположений о структуре пор, описывая перенос реагентов внутри зерна эффективным коэффициентом диффузии О, а каталитическую реакцию — эффективной константой скорости к, отнесенной к единице объема зерна, и считая эти величины постоянными во всем объеме частицы катализатора. Реакция, таким образом, предполагается как бы идущей гомогенно в массе пористого материала, а реагент — поступающим из другой фазы, как это происходит, например, при растворении газа в жидкости, сопровождающемся химической реакцией в объеме жидкой фазы. [c.125]

Область, переходная от внутридиффузиопной к внутрикинетической, весьма характерна для реальных процессов на пористых катализаторах. В этой области несправедливо допущение о бесконечно большой толщине слоя пористого материала, и уравнение диффузии следует интегрировать с учетом формы частицы. Даже при простейшей форме зерна аналитическое реше- [c.128]

Качественные 1предста вления о пористой структуре катализаторов существовалиочень давно, но существу со времен Э. Дэви. В России в те времена некоторые реакции разложения на губчатой платине объясняли скважистым характером этого материала. Однако первые более или менее удачные попытки измерения пор относятся только к 1914 г., когда Андерсон [23] на основе теории капиллярной конденсации Зигмонди определил правильный порядок величины пор у различных катализаторов. [c.165]

Suida 1 осуществил реакцию между этиленом и хлористьгм водородом как при атмосферном, так и при повышенно,м давлении в присутствии пористого материала, пропитанного жидким двойным соединением хлористого алюминия и этилена ( iHgAl Is),,, полученного проведением хлористого этила над распыленным хлористым алюминие,м при 100—120°,, пока о полно,стью не превращался в темнокоричневую жидкость. При проведении над этим катализатором смеси хлористого водорода и этилена при 90° получался хлористый этил с выходом в 66%. [c.351]

Однако неизбежно протекающие реакции полного окисления метана в значительной степени осложняют регулирование процесса. В качестве переносчиков хлора используется чистая хлорная медь или эвтектические смеси солей, например КС1— uj lg— u lg. Можно осуществлять процесс окислительного хлорирования в присутствии переносчиков хлора не только в расплавах, но и в поточной системе с гетерогенным катализатором, представляющим собой пористый материал, например пемзу, пропитанную хлорной медью. [c.279]

В нашей стране применяют метод каталитического гидрирования. Наиболее эффективными являются катализаторы на основе металлов платиновой группы (платина и палладий). Эти катализаторы наносятся на поверхность пористого материала — керамики, силикагеля или алюмогеля. Вверхиий предел рабочих температур процесса гидрирования определяется термической устойчивостью контактной массы и для стандартного палладиевого катализатора составляет 773 К- Этому соответствует концентрация кислорода в очищаемом аргоне 2,1 %. Поскольку в сыром аргоне обычно содержится значительно больше кислорода, то перед реактором его разбавляют очищенным аргоном. Ниже приведено описание промышленных установок типа УТА-5А, АрТ-0,5 и АрТ-0,75 (см. табл. 3) для очистки сырого аргона от кислорода методом каталитического гидрирования. [c.169]

Как известно, все твердые вещества способны поглощать (адсорбировать) окружающие их пары и газы своей поверхностью вследствие наличия так называемых поверхностных сил. Между атомами или молекулами, составляющими вещество, действуют силы взаимного притяжения. Направленные в разные стороны силы притяжения атома, находящегося внутри вещества, встречают со всех сторон действия соседних атомов и компенсируются ими. По-иному обстоит дело с атомами, находящимися на поверхности. В этом случае уравновещиваться будут только силы притяжения атома, направленные внутрь вещества силы же, направленные во вне, останутся некомпенсированными и будут способствовать притяжению других атомов или молекул. В еще большей степени это проявится на углах и на ребрах кристаллов. Это и будут силы, благодаря которым на поверхности происходит адсорбция. Молекулы, попадая в область действия этих сил, адсорбируются, внутримолекулярные связи адсорбированной молекулы ослабевают и молекула становится более способной вступать в реакцию. Чем больше поверхность катализатора, тем больше его каталитическая активность. Для увеличения поверхности катализаторы обрабатывают специальными методами измельчают, наносят на пористый материал, готовят в виде смеси с каким-либо компонентом, который затем растворяют, получая при этом катализатор в виде губчатой массы, и т. п. В качестве пористых материалов используют активный уголь, асбест, пемзу, кизельгур и т. п. [c.41]