Носитель взаимодействие с катализатором

Влияние условий термообработки носителя и катализатора на нх физико-химические свойства и каталитическую активность. Условия термообработки значительно изменяют физическое и химическое состояние компонентов катализатора, что связано с химическим взаимодействием исходных соединений платины, носителя и промоторов на различных стадиях термообработки. Катализатор изомеризации парафиновых углеводородов должен обладать сильными кислотными свойствами, обеспечивающими высокую скорость протекания реакции изомеризации, в сочетании с гидрирующими свойствами, от которых зависит стабильность его работы в процессе. [c.50]

Носители, помимо их основного свойства, могут обладать большой пористостью, что увеличивает активную поверхность катализатора, поскольку он отлагается на поверхности носителя в виде тонкой пленки. В присутствии носителя может повыситься стабильность катализатора за счет того, что кристаллы его располагаются на поверхности носителя достаточно далеко друг от друга, чтобы предохранить их от совместного спекания. Существующее в действительности химическое взаимодействие носителя с катализатором может привести к улучшению каталитических свойств. Увеличение активной поверхности способствует уменьшению чувствительности катализатора к действию контактных ядов. Теплоемкость носителя, как правило, достаточна, чтобы рассеять тепло и предохранить катализатор от местного перегрева (что могло бы вызвать спекание). [c.306]

ВЛИЯНИЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ КАТАЛИЗАТОРА С 32 НОСИТЕЛЕМ, РАЗМЕРА КРИСТАЛЛИТОВ И МОРФОЛОГИИ ПОВЕРХНОСТИ [c.5]

В I части дан обзор достижений в области катализа за последние два десятилетия и рассмотрены следующие темы биметаллические катализаторы, вопросы взаимодействия катализатора с носителем, влияние размеров кристаллов и морфологии поверхности, характеристика и методы приготовления катализаторов, их отравление и регенерация, механизм реакций, имеющих отношение к каталитической переработке угля. [c.8]

Использование полиметаллических катализаторов Взаимодействие катализатора с носителем [c.17]

В течение последнего десятилетия тщательные исследования взаимодействия катализатора и носителя, влияния структуры и морфологии катализаторов на их активность привели к лучшему пониманию многих каталитических реакций, разработке новых и улучшению существующих катализаторов. [c.32]

Развитая поверхность катализатора, необходимая для высокой активности, получается за счет уменьшения размера кристаллитов и нанесения их на носитель с высокоразвитой поверхностью. Эти меры могут вызвать изменения физических и химических свойств катализаторов, а также их каталитической активности. Например, изменения в размерах кристаллитов металла могут влиять на распределение внешних поверхностей, неоднородностей поверхности, ступеней, ребер, что может, особенно в полиметаллических системах, приводить к фазовым изменениям. При уменьшении размера кристаллитов становятся более существенными химические изменения и параллельно увеличивается взаимодействие катализатора с носителем и добавками, модифицирующими каталитические свойства. Аналогичные явления остаются справедливыми и для носителя, имеющего очень небольшие кристаллиты (10—20 нм), необходимые для создания высокой поверхности. [c.32]

Взаимодействие катализатора и носителя. Другой важный фактор в стабилизации катализаторов — влияние носителя на активную часть катализатора. В этом направлении изучены два подхода выбор носителей или их компонентов для сведения к минимуму агрегации каталитического материала, а также использование добавок для устранения или сведения к минимуму потери каталитической фазы во время эксплуатации или регенерации. Оба метода связаны с химическим взаимодействием компонентов. [c.34]

Устранение потерь катализатора из-за улетучивания — основная проблема в случае применения рутения в окислительной среде, особенно при его использовании для восстановления оксидов азота отбросных газов автомобилей. При проведении основной реакции в восстановительной среде нельзя без дополнительных мер избежать окислительных переходных процессов. Решение данной проблемы дает хороший пример применения химии твердого тела к компонентам катализатора и использования взаимодействия катализатор-носитель, что может представлять большой практический интерес. [c.35]

Использование взаимодействия катализатора с носителем является важнейшим методом стабилизации состава и поверхности, особенно оксидных катализаторов и носителей (см. разд. 3.1.2). Неорганическая химия таких соединений кобальта и молибдена как оксиды или оксисульфиды может служить руководством для модификаций носителей, предназначенных для получения максимально развитой поверхности и ее стабилизации. В этой связи представляет, в частности, интерес образование таких сложных оксидов как оксиды переходных п щелочноземельных металлов [2]. [c.225]

Другой проблемой регенерации является необходимость в реактивации катализатора после его окислительной регенерации, проводимой для удаления углеродсодержащего остатка. Это накладывает ограничение на выбор каталитических веществ и создает серьезные трудности для сохранения структурной целостности катализатора в течение повторяющихся циклов регенерации— реактивации. Для решения этой проблемы уместно использование концепции о взаимодействии катализатора с носителем (см. разд. 3.1.2). Применение этой концепции к катализаторам восстановления оксидов азота демонстрирует использование взаимодействий катализатора с носителем в различных химических средах. [c.226]

Короче говоря, при разработке катализаторов, стойких к сере и высоким температурам, должны быть использованы экспериментальные пути, основанные на применении эффектов взаимодействия катализатор — носитель, сплавов и других многокомпонентных систем. Для более детальных исследований могут потребоваться коллективные усилия для выяснения способа взаимодействия катализаторов с серой. [c.242]

Еще одним, не менее важным фактором является взаимодействие катализатора с адсорбированными на нем компонентами реакции, которые снижают свободную поверхностную энергию твердого тела, облегчают развитие новых поверхностей под действием внутренних напряжений (эффект Ребиндера). В этом случае тоже важно уменьшить эти напряжения. Прочность катализаторов зависит и от сил сцепления его активных компонентов с носителем. Носители должны обладать кристаллизационными контактами между частицами и быть инертными к реакционной среде. [c.34]

Увеличение дисперсности металла приводит к росту сероемкости контактов. Этот метод эффективен в области высоких температур, где основной причиной дезактивации является конкурентная хемосорбция сероводорода. Предполагается, что при предельной дисперсности металла,, когда возможно перетекание электронной плотности от металла к носителю, будет затруднено взаимодействие катализатора с серой. [c.145]

Наибольшей каталитической активностью в реакциях взаимодействия углеводородов с водяным паром и диоксидом углерода обладает никель. Никелевый катализатор приготовляют нанесением активного вещества (никеля) со стабилизирующими добавками (промоторами) на инертный носитель. Никелевые катализаторы должны обладать высокой активностью, стабильностью, механической и термической прочностью. [c.21]

Однокомпонентные металлоорганические катализаторы на носителях, получаемые взаимодействием металлоорганических соединений переходных металлов с функциональными группами носителей. Однокомпонентные катализаторы можно использовать в исходном, восстановленном и в окисленном состоянии [935]. Образующиеся при этом поверхностные соединения могут служить активными центрами полимеризации, гидрирования, дегидрирования, димеризации, диспропорционирования, карбонилирования, карбоксилирования и окисления олефинов. Катализаторы этого типа в исходном состоянии наиболее близки к классическим двухкомпонентным катализаторам Циглера — Натта. В то же время они адекватно моделируют активные центры оксидных катализаторов на носителях [935—944]. [c.240]

Исключение представляет процесс полимеризации на окисных катализаторах. Химический состав катализатора, роль носителя, взаимодействие олефина с катализатором остаются до сих пор мало изученными, а имеющиеся некоторые литературные данные по механизму реакции полимеризации на окислах металлов носят пока что гипотетический характер, часто не подкрепленный экспериментальными данными. [c.35]

Кроме рассмотренных ранее причин дезактивации ванадиевых катализаторов — связывания щелочного металла носителем и образования летучих соединений ванадия при взаимодействии катализатора с окислами мышьяка при недостаточной очистке газа (см. с. 32), — предполагалось, что снижение активности может быть связано с образованием ванадил-ванадатов [73] или соединений типа ванадиевых бронз [230]. Но имеется мнение [216], что образование ванадил-ванадатов и бронз в условиях [c.52]

Стремление к более глубокой оценке характеристик катализаторов обусловило развитие таких новых направлений исследования, как взаимодействие катализатора и носителя, структурное и химическое промотирование, стабилизация катализаторов и их структурная чувствительность. Отсутствие информации о селективной поверхности может вводить в заблуждение при оценке новых каталитических веществ. В течение длительного времени считалось, что борид никеля является более активным катализатором гидрирования, чем никель, и что хром значительно увеличивает эту активность [47]. Мерс и Будар показали, что при отнесении скорости к единице поверхности никеля борид никеля и никель имеют одинаковую активность [48]. Промотирование хромом дает только поверхностный эффект активность на единицу поверхности непромо-тированных и промотированных катализаторов из борида никеля была постоянна в семикратном интервале значений поверхностей. [c.47]

Выводы для дальнейшего исследования. Работы в области гидросероочистки показывают, что реакции гидрогенолиза и гидрирования происходят на раздельных каталитических участках. Амберг с сотр. [103] на основе данных экспериментов по селективному отравлению предполагают, что реакции гидрирования происходят на сильно электроноакцепторных участках, тогда как реакции сероочистки — на слабо электроноакцепторных. Данную концепцию необходимо изучить и подтвердить. Если это так, то можно предположить, что более активные катализаторы должны иметь бифункциональную структуру. Они могли бы быть разработаны при разумном выборе условий взаимодействия катализатор — носитель, оптимальных кислотности поверхности и размеров кристаллитов. [c.87]

Второй причиной потери активности является термическая деградация (синтеринг). Два основных метода уменьшения или предупреждения такой деградации заключаются в добавке катионов в носитель [6] и в использовании взаимодействия катализатора с носителем (см. разд. 3.1.2). Введение катионов (щелочных или щелочноземельных ионов) было использовано [c.180]

Использование взаимодействия катализатор — носитель делает возможным приготовление катализаторов, используемых, для каталитического сжигания продуктов неполного сгорания без потери активности вплоть до 1400°С [И, 12]. Подобной ста-,билизации следовало бы подвергать многие компоненты обычных катализаторов гидронитроочистки или гидрокрекинга, например N1—Мо, N1—Ш и Со—Мо, как это следует из результатов, полученных для катализаторов, которые были приготовлены соосаждением гелей (см. разд. 5.2.2) и для системы молибден— оксид магния, для которых характерно образование кластеров [13]. [c.181]

Спекание может произойти в результате непрерывной окислительной регенерации катализатора или вследствие работы при высоких температурах реакционной среды. Чтобы объяснить различные виды термической дезактивации катализаторов, были разработаны модели процесса спекания (см. разд. 10.4). Аиализ соответствующих моделей спекания показывает, что стабильность катализатора может быть повышена посредством оптимальной стабилизации его композиции и структуры, а также путем увеличения взаимодействия катализатор — носитель (см. разд, 3.1). С этой точки зрения для улучшения кислотной функции представляется важным использование твердых кислот со стабилизированной структурой и сверхстабильных цеолитов. Могут оказаться эффективными новые методы приготовления катализаторов, увеличивающие их термостабильность (см разд. 5.2.2). Так, методом коагуляции гелей могут быть получены такие катализаторы, как Ni0-W03-Zr02 и NiO-W03-TI02, коагулированные на сверхстабильных цеолитах, которые после прокаливания, в течение 2 ч при 1200 °С сохраняют удельную поверхность, равную 350 м /ч. [c.211]

Процессы гидроочистки а) разработка бифункциональных катализаторов гидросероочисткн и гидроочистки от соединений азота исследование сложных оксидов, сульфидов и оксисульфидов, установление общих предс1авлений о двух типах активных мест, на которых происходит взаимодействие с угле-родолМ (так же как с серой или азотом) изменение отношения активностей по гидрогенизации и гидрогенолизу путем использования взаимодействия катализатора с носителем и обеспечения контролируемой кислотности поверхности оптимизация распределения пор по радиусам и других физических свойств [c.213]

Осуществление оптимизации катализаторов переработки угля СРК может потребовать значительного улучшения их гидрогенизационной активности. Исследования механизма реакций подтверждают, что разрыв связи С—N в гетероциклической молекуле является определяющей стадией процесса гидронитроочистки (см. разд. 7.3.1 и 14.4.2). Имеются указания, что в обычно используемом молибдате кобальта молибден определяет активность реакций разрыва, поэтому очень вероятно, что изменение силы взаимодействия Мо—N значительно влияет на активность в процессе гидронитроочистки. Предполагается, что химическое взаимодействие катализатора с носителем (см. разд. 3.1.2) резко выражено для нанесенных оксидных катализаторов. Если это так, то соответствующим методом может быть изменена сила взаимодействия Мо— N и тем самым оказано влияние на гидроденитрогенизационную активность (см. разд. 7.3.2). [c.218]

Взаимодействие катализатор — носитель всс более широко используют в катализе для стабилизации каталитических систем. Вероятно, оно особенно эффективно для неметаллических нанесенных каталитических систем (см. разд. 3.1.2). Выбор компонентов носителя с целью оптимизации взаимодействий катализатор — носитель делают с применением для оценки каталитических систем законов химии твердого тела. Например,, известно, что молибден взаимодействует с оксидами щелочноземельных металлов с образованием таких сложных оксидов, как Mg2Moз08 [8]. Такие взаимодействия могут быть положены в основу при создании интересных методов стабилизации катализаторов. [c.219]

Для улучшения существующих катализаторов гидроочистки важна термическая стабилизация носителя. Последние патенты показывают, что допинг катионов (внедрение их в кристаллическую решетку) предотвращает высокотемпературное превращение АЬОз в а-форму (корунд), обладающую низкой удельной поверхностью [7]. Этим методом можно стабилизировать катализаторы гидронитроочистки, в частности во время их окислительной регенерации. Выбор состава и композиции носителя, обеспечивающих оптимизацию взаимодействия катализатор — носитель и термическую стабилизацию катализатора, должен быть сделан с учетом возможности его сульфидирования сероводородом, присутствующим в процессе переработки угля СРК. [c.219]

Достигнут некоторый прогресс в разработке систем, устойчивых к сере. Как известно, взаимодействия катализатор — носитель улучшают химические свойства каталитического компонента и могут снизить его чувствительность к сере. Одним из примеров этого является уменьшение чувствительности к сере у никеля на 2гОг [20] по сравнению с никелем на АЬОз. Новые методы приготовления композиций высокодисперсных веществ могут оказаться полезными в исследованиях и распространении концепций взаимодействия катализатор — носитель на чувствительность катализаторов к сере. При низких концентрациях серы (менее 100 млн- ) могут найти применение-стойкие к сере сплавы и интерметаллические соединения, разработанные в последнее десятилетие. Обширная область новых каталитических веществ, известных из неорганической химии, также нуждается в освоении. Многие металлические кластерные оксиды, например Mg2MoзOa, представляются перспективными, но они еще не были изучены в качестве катализаторов метанирования или конверсии СО. [c.242]

В данной монографии Д. Андерсон не описывает каталитические процессы, а сосредоточивается на подробном рассмотрении всех физико-химических характеристик катализаторов, которые могут оказывать влияние на их каталитические свойства это размеры и форма кристаллов металла, величина поверхности, ее строение и химический состав, пористая структура зерен катализатора, природа и структура носителя, взаимодействие каталитически активного металла с носителем, поверхностный состав поликомпонентных металлических катализаторов, термическая устойчивость, хмеханическая прочность и многое другое. Все эти характеристики оказывают существенное влияние на каталитические свойства и практическую ценность металлических катализаторов. [c.5]

В практическом отношении нри выборе системы раствор— носитель всегда следует помнить о возможной сильной агрессивности раствора в отношении носителя при очень высоком или очень низком pH. Степень этого воздействия зависит, кроме всего прочего, и от величины поверхности носителя. Опыт показывает, что вещества в активной форме (например, у-АЬОз) намного реакционноспособнее, чем вещества, подвергнутые высокотемпературной обработке и превращенные в кристаллические модификации с низкой поверхностью и с низкой собственной активностью (например, а-А Оз). Уголь относительно инертен, особенно в сильнографитированном состоянии, но окись алюминия с высокой поверхностью и окись хрома чувствительны к воздействию растворов с высоким и низким pH на алюмосиликаты и цеолиты действуют растворы с низкими pH, а на двуокись кремния с высокой поверхностью— растворы с высоким pH. Эта проблема возникает главным образом при выборе pH раствора, применяемого для ионного обмена или пропитки, с тем чтобы стабилизовать желаемый ион металла в растворе в таком случае необходимо поступиться или стабильностью иона, или химической устойчивостью носителя. Едва ли следует подчеркивать, что добавляемые кислоты или основания (или буфер) должны образовывать летучие соединения, так как это позволяет избежать загрязнения катализатора. Тем не менее, когда кислоты или основания применяют в отсутствие буфера и начальное pH соответствует значениям, при которых носитель не взаимодействует-с ними, полностью устранить возможность агрессивного воздействия на носитель все же трудно, так как концентрация кислоты или основания может возрастать в процессе сушки. Даже если в раствор, применяемый для пропитки или обмена, не добавляют кислот или основ.аний, способность носителя взаимодействовать с ними может оказаться важной. Например, обладающий основными свойствами носитель увеличивает степень гидролиза растворенного вещества, если гидролиз сопровождается образованием кислоты. [c.185]

Очистку водорода от примеси кислорода проводят в контактных аппаратах, где газы проходят слой подогретого катализатора. При этом водород взаимодействует с содержащимся в нем кислородом, образуя воду. В качестве катализатора ранее использовали платинированный асбест, мелко раздробленную медь, серебро и железо. Затем стали применять палладиевые катализаторы — палладий, нанесенный на пемзу, силикагель и другие носители. Такие катализаторы обеспечивают высокую степень очистки, но довольно дороги. Наиболее дешевы и эффективны для очистки водорода ни-кельалюминиевый и еще более активный никельхромовый катализаторы, которые в основном и применяются в настоящее время. [c.200]

Используемые промышленностью катализаторы весьма разнообразны как по составу, условиям применения, так и по механизму действия. Для многих процессов активность катализаторов обусловлена образованием химического соединения или твердого раствора между компонентами и поэтому определяется глубиной их взаимодействия. Иногда полное взаимодействие необязательно или даже нежелательно. Разработано много различных способов. Наиболее употребительные из них можно разделить на три основных класса. В первый класс внесем методы, включающие стадию осаждения 1а) совместное осаждение из растворов и 16) осаждение гидроокиси или другого соединения на заранее сформированный носитель. Ко второму классу отнесем методы, базирующиеся на термическом разложении солей летучих кислот 2а) термическое разложение чистых солей, летучих кислот или гидроокисей число катализаторов, получаемых этим методом сра внительно невелико. Шире используются другие представители этого класса — катализаторы, полученные нанесением из растворов солей на твердые носители. В этой группе можно выделить случаи 26) когда между компонентом, находящимся в раст-. воре, и поверхностью твердого носителя взаимодействие отсутствует и растворенный компонент адсорбиру- [c.344]

В первую очередь было обращено внимание на то, что применяемый катализатор не удовлетворяет ряду требований и не обеспечивает проектную мощность. В качестве катализатора использовалась ортофосфорная кислота, нанесенная на таблетированный алюмосиликат, предварительно активированный обработкой 20% серной кислотой при 100°С. Аюгивность катализатора и выход спирта на 1 единицу объема катализатора оказались значительно ниже запроектированных. В 1956 г. было установлено, что пористая структура алюмосиликата и силикогелей в условиях процесса гидратации под влиянием высокого давления водяного пара и температуре 280-300 С быстро изменяется. Активность катализатора падает вследствие взаимодействия алюминия с орто-фосфорной кислотой. Кроме того, при недостаточной механической прочности катализатора, при его загрузке и выгрузке наблюдается сильное пылеотделение. Поэтому применение силикогеля более целесообразно, чем алюмосиликата. В 1960 г. начальник цеха гидратации Иванов носитель для катализатора - силико-гель. Производительность реакторов, начиная с 1961 г. резко повысилась. С целью уменьшения растрескивания силикогеля было предложено при пропитке его ортофосфорной кислотой обрабатывать носитель паром при температуре 200°С и давлении 16 атм. [c.65]

Изомеризация бутиленов была изучена в полузаводских условиях [25]. Было найдено, что фосфорная кислота на активированном угле не только вызывает изомеризацию, по в значительной мере также полимеризацию и образование предельных углеводородов. Фосфорная кислота на шамоте работает хорошо лишь при длительном контакте и обладает малой продолжительн< тью действия. Считают [25], что шамот как носитель для катализатора 00 изомеризации в промышленных условиях непригоден, потому что обладает малой пористостью и, главное, может взаимодействовать с фосфорной кислотой. Испытанный в качестве носителя фосфорнокислый кальций показал такие же данные, как и шамот. Наилучшие результаты были получены с фосфорной кислотрй на кизельгуре, так как такой катализатор обладает большбй продолжительностью действия. Период от начала работы [c.274]

Недавно было опубликовано сообщение [217], что в присутствии специального катализатора на основе окиси магния (точный состаз катализатора не сообщается) возможно при соответствующих условиях проводить с высокими выходами взаимодействие с аммиаком хлористых алкилов, в том числе и сравнительно высокомолекулярных (хлористый нонан и хлористый додекан) в газовой фазе при температуре около 310° и нормальном давлении. Молярное отношение хлористого алкила и аммиака составляет около 1 2. В то время как на всех других катализаторах, например окислах кобальта или никеля или солях этих металлов на асбесте, древесном угле, пемзе или силикагеле, в качестве носителей образуются, как показал предыдущий о пыт, глдвным сбразом олефиновые углеводороды, на катализаторах на основе окиси магния достигаются весьма хорошие результаты, правда, при применении первичных хлоридов. Даже чрезвычайно термически нестойкий хлор-циклогексан поразительно хорошо реагирует при 340°. [c.232]

В цикле работ Ю. И. Ермакова с сотр. [45—48] по исследованию реакции гидрогенолиза алканов изучены каталитические системы, полученные взаимодействием металлорганических соединений переходных металлов с поверхностью носителей. В частности исследован гидрогенолиз этана и неопентана на следующих металлах, нанесенных на 5102 Р1, Р1, Мо—Р1, Рд, У—Р(1, Мо—Рс1. Приготовление этих катализаторов включает две стадии 1) закрепление на поверхности носителя ионов Ш или Мо 2) нанесение металл-органпческих соединений Р1 или Р(1 с последующим их восстановлением. Найдено [45], что при гидрогенолизе этана активность Р1-ка- [c.96]