Катализ, гетерогенный смешанные

В гетерогенном катализе катализатором служит твердое вещество Различают 1) однородный массивный катализатор 2) смешанный катализатор — смесь или сплав веи еств, каждое из которых является самостоятельным катализатором 3) промотированный катализатор — катализатор, сплавленный с примесью вещества, не обладающего каталитическим действием, но повышающим активность катализатора такая примесь называется промотором помимо сплавления применяют пропитку или смешивание 4) нанесенный катализатор — катализатор, нанесенный тонким слоем на какую-либо развитую поверхность. [c.397]

Основные научные работы посвящены изучению катализа. Обнаружил (1906—1909) активирующее действие добавок к твердым катализаторам. Предложил (1909) в качестве катализатора синтеза аммиака железо, активируемое добавками, и на таком смешанном катализаторе впервые осуществил синтез аммиака. Открыл (1912) несколько групп смешанных аммиачных катализаторов, на основе которых в Оппау был построен (1913) первый завод по синтезу аммиака. Развил (1912—1930) учение о смешанных катализаторах, выделив типичные промоторы и яды в гетерогенном катализе. Выдвинул теорию, объясняющую механизм действия добавок. [324] [c.338]

Важнейшей стадией процесса гетерогенного катализа, как указывалось выше, является адсорбция реагентов на поверхности катализатора, которая приводит к тому, что реагирующие соединения попадают в зону его активного действия. Активность, а также селективность катализатора в значительной мере будут определяться его составом и способом приготовления. Очень часто применяются смешанные катализаторы, состоящие из двух или большего числа веществ, каждое из которых повы- [c.145]

Если процессы переноса вещества протекают значительно быстрее химических стадий (которые и являются лимитирующими), то говорят о протекании реакции в кинетической области. Пожалуй, только для этого случая можно считать правомерной трактовку катализа ионитами как гомогенного кислотноосновного катализа Если же суммарный процесс лимитируется диффузионными стадиями или же протекает с такой большой скоростью, что зоной реакции является только поверхность зерна катализатора, то катализ ионитами можно рассматривать как гетерогенный. Наконец, картине смешанной кинетики, наблюдаемой при сравнимых по величине значениях скоростей отдельных стадий, отвечает разновидность каталитических реакций, которые можно назвать гомогенно-гетерогенными. В катализе ионитами этот вид реакций, по-видимому, является наиболее распространенным. [c.28]

Статья Вейса посвящена полифункциональному катализу, т. е. сложным гетерогенно-каталитическим процессам, в которых отдельные стадии катализируются различными веществами или разными центрами поверхности. Хотя общие представления о смешанных катализаторах и о сложных процессах имеются уже сравнительно давно, разработка теоретических вопросов в этой области началась и у нас, и за рубежом лишь недавно. В настоящее время это направление теоретических и прикладных работ — одно из важных и многообещающих. Поэтому представляет значительный интерес сделанная Вейсом попытка в известной мере систематизировать материал, более точно сформулировать ряд понятий, выявить некоторые кинетические и термодинамические закономерности и рассмотреть с этих позиций отдельные конкретные процессы. В этой статье освещаются вопросы о промежуточных соединениях и квази-промежуточных продуктах, о переносе вещества в многостадийной реакции, о селективности полифункциональных катализаторов, термодинамике стадийных процессов. Из отдельных процессов рассмотрены изомеризация и гидрокрекинг парафиновых углеводородов, реформинг нефтяных фракций, дейтероводородный обмен у углеводородов. [c.5]

В нашу задачу входит рассмотрение частного случая гетерогенного катализа, а именно — ускорения газовых реакций металлами и их сплавами. Более того, мы ограничимся обсуждением только таких работ, в которых исследовались смешанные катализаторы. [c.28]

Эта реакция гетерогенного катализа протекает на поверхности металлического железа или никеля, покрытой тонким слоем углерода или тщательно смешанной с углем. Образование метана из элементов — экзотермическая реакция, и равновесие смещается тем больше вправо, чем ниже температура (принцип Ле Шателье). Равновесная смесь содержит при различных температурах следующие количества метана и водорода [c.472]

Особенно эффективен алфиновый катализатор [315, 316] комбинации металлорганических соединений с алкоголятами и галогенидами металлов в гетерогенном катализе, как в случае смешанных катализаторов Циглера, считают, что эффективными инициаторами являются комплексы. [c.47]

Воздействие реакционной системы иа свойства твердых ка-та.пизаторов не ограничивается реакциями окисления и восстановления. Оно существенно и в реакциях кислотно-основного и смешанного гетерогенного катализа. [c.17]

Гетерогенным называют катализ на поверхности твердых тел, находящихся в контакте с реагирующими веществами в газовой фазе или в растворах. Основные теоретические положения, необходимые для понимания сущности гетерогенного катализа, уже изложены в гл. 14 в связи с обсуждением роли адсорбции в гетерогенных реакциях. При проведении реакции на поверхности твердых тел последняя играет вполне определенную роль благодаря адсорбции на поверхности понижается энергия активации катализируемой реакции. До настоящего времени еще не существует удовлетворительной количественной теории катализа. В любой каталитической реакции важнейшее значение имеет структура поверхности. Катализ протекает не на всей поверхности твердого тела, а главным образом на активных центрах (дислокациях, ребрах кристаллов и других дефектах кристаллов). Кроме того, известно, что каталитическая активность зависит от кристаллографической плоскости, — кристаллы, ориентированные в некоторых определенных направлениях, обладают максимальной активностью. Большое значение в гетерогенном катализе имеют смешанные катализаторы. Примером могут служить почти все известные газовые реакции, используемые в химических технологических процессах (синтез аммиака, синтез 50з, гидрирование угля по Бергиусу или Фишеру— Тропшу, окисление аммиака по Оствальду и многие другие). [c.196]

В тех случаях, когда было необходимо увеличить выход иро-дук1 ов химической реакции за единицу времени в гетерогенных системах, изменяли температуру, размер и форму зерен, а также величи[1у контактируюи1ей поверхности. Применительно к каталитическим реакциям использовался также метод введения в кристаллическую решетку примесей или создания мея фа-зовых границ путем чисто механического смешения со специальными добавками (смешанные катализаторы). Как в случае катализа, так и при обычных химических реакциях, за исключением фотохимических, в строгом понимании этого слова, никто, по-видимому, не предполагал, что существует возможность изменения других форм энергии твердого тела, кроме теиловог энергии. [c.10]

Катализаторы крекинга, описанные выше, представляют собой твердые вещества, не смешивающиеся с перерабатываемым сырьем. Таким образом, процесс катализа является гетерогенным. Очень мало известно о гомогенных катализаторах крекинга или, дрзд ими словами, о газообразных веществах, которые активируют реакции крекинга при повышенных температурах. Согласно Варга и Алмези [49а] более высокие выходы низкокипящих фракций получаются при деструктивной гидрогенизации мазута в присутствии 0,25% иода. Имеются патенты, отмечающие, что крекинг в присутствии хлора или хлорированных органических соединений, как четыреххлористый углерод и т. д., может проводиться при более низких температурах или с большими выходами, чем с некаталитическим процессом [например, Ван Пески, герм. пат. 548982 (1928) X. Тропш, ам. пат. 2063133 (1936)]. Описано применение от До 1 % кислорода как ускорителя крекинга сырья, смешанного с леводородами Сд и С [ам. пат. 2178329 (1939)]. [c.160]

Состав и химическое состояние поверхности имеют очень важное значение, особенно в гетерогенном катализе, когда, как правило, используются смешанные поверхности. Поскольку в катализе широко применяются переходные металлы, целесообразно определить их валентное состояние в изучаемой системе. Наиболее вероятное валентное состояние переходных металлов определяют по магнитной восприимчивости [33], электронному парамагнитному резонансу [34] и спектрам поглощения рентгеновских лучей, тонкая структура которых зависит от химической природы среды, окружающей попы металла [35]. Ионы переходных металлов характеризуются наличием низких энергетических электронных состояний, обусловленных расшенленнем уровней -электронов, характер которого зависит от заряда иона и симметрии возмущающего поля ближайшего окружения. Вследствие [c.424]

Почти во всех исследованиях в области гетерогенного катализа скорость реакции определялась как скорость исчезновения одного из реагирующих веществ из газовой фазы или как скорость выделения в газовую фазу продукта реакции. Изменение свойств катализатора можно использовать для измерения скорости реакции только в одном тине гетерогенных реакций, в котором единственной реакцией является хемосорбция или десорбция атомов или молекул и в котором не обнаруживается дальнейшая реакция между хемосорбированными фрагментами. В этих случаях можно воспользоваться изменением таких поверхностных свойств, как коэффициент аккомодации [7, 12], контактный потенциал [13], эмиссия электронов [14] или поверхностная электропроводность [15]. Подобные исследования важны для развития современных представлений о катализе, так как хемосорбция представляет неотъемлемую стадию всех гетерогенно-каталитических реакций и изменения свойств поверхности можно использовать для установления того, какая хемосорбция происходит во время катализируемых реакций и, следовательно, каковы возможные механизмы последних. Так, например, Дауден [10] связал гидро- и дегидрогенизационные свойства ряда смешанных окисей с их полупроводниковыми свойствами. Эти методы рассмотрены в следующей главе. [c.158]

Таким образом, даже в случае простейших неорганических катализаторов, взятых в кристаллическом виде, мы часто имеем не чисто валентный механизм, но смешанный валентно-энергетический. Только пересадка активного центра с кристаллической решетки на инертный носитель позволяет выявить дуалистическую валентно-энергетическую природу гетерогенного катализа и дифференцировать оба типа активации. Отсутствие энергетической активации у инертных носителей (или, точнее, существование ее лишь яа его особых центрах) показывает, что непосредственный контакт активного центра с решеткой катализатора создает наилучшие условия для активации центра за счет энергии реакции, выделяющейся на нем при первичном превращении субстрата . Этот факт с новой стороны доказывает отсутствие кристаллической фазы катализатора на носителях при достаточных разведениях слоя, так как иначе зависимость активности от Qpeaкц нанесенных и поликри-сталлических катализаторов была бы одинакова. [c.57]

Приведенные данные могут служить яркой иллюстрацией роли члектронно-атомного эффекта и микроэлектроники в гетерогенном катализе. Результаты исследования указывают на один из возможных подходов к решению актуальной проблемы получения активных смешанных катализаторов с применением доступных для промышленной практики d-элементов. [c.69]

При алкилировании фенолов в качестве катализаторов чаще всего применяют серную кислоту, м-толуолсульфокислоту и в меньшей степени безводный фтористый водород и фосфорную кислоту. Предложены также некоторые галогениды металлов — хлористый алюминий, фтористый бор и др., но первый из них дает с фенолами смешанные соли АгО—Al la, что ведет к снижению его каталитической активности и повышенному расходу катализатора. В последнее время большое внимание уделяется гетерогенному катализу на ионообменных смолах и алюмосиликатах. [c.363]

Измерения работы выхода нашли в последнее время широкое применение в химии поверхности, главным образом благодаря работам Томпкинса и его школы и Робертса [343—346]. Целью многих из этих исследований было выяснение природы хемосорбции, а также установление механизма таких процессов, как сульфидирование и окисление. Однако в других исследованиях использовались смешанные адсорбаты, т. е. применяемый в них подход имел прямое отношение к проблемам катализа. Благодаря работам Сиддики и Томпкинса [347], проводившим измерения поверхностных потенциалов нескольких смесей адсорбатов на ряде металлических пленок, были расширены наши представления о конфигурации промежуточных продуктов, лрисутствуюш их на поверхности катализатора. Их метод определения промежуточных форм во время течения простых гетерогенно-каталитических процессов является методом, дополняющим спектроскопические методы, описанные в разд. 3.3.1 и 3.3.2. Хотя до сих пор еще не представляется возможным дать однозначное онисание механизма окисления окиси углерода кислородом (см. гл. 8) на металлических поверхностях, Сиддики и Томпкинс [347] получили некоторые доказательства существования мостиковых структур и других конфигураций, которые были предложены ранее для объяснения инфракрасных спектров. Например, для никеля были даны следующие структуры [347] [c.125]

В гетерогенном катализе, как и в гомогенном, протекают реакции кислотоосновного типа, связанные с переходами протона, и окислительно-восстановительного, обусловленного электронными переходами. Широко распространен также катализ с участием металлов. Необходимо коснуться еще некоторых явлений, характерных для гетерогенного катализа, таких как утомление, формирование, отравление, модифицирование, а также вопросов получения промотированных и смешанных катализаторов. [c.19]

Гомогеннокаталитические реакции составляют лишь небольшую долю каталитических реакций, используемых при получении промежуточных продуктов. Значительно большую роль при синтезе промежуточных продуктов играет гетерогенный катализ, особенно катализ в паровой фазе. Круг каталитических гетерогенных реакций чрезвычайно обширен и разнообразен, причем столь же разнообразны применяемые катализаторы. Так, металлы платиновой группы, медь и окислы железа, никеля, хрома, молибдена и др. служат катализа торами в процессах гидрирования молекулярным водородом окислы ванадия молибдена, вольфрама, железа, марганца, меди, серебра, кобальта, никеля используются в качестве катализаторов различных реакций окисления для реакций дегидратации применяются окислы алюминия, кремния, тория, хрома и вольфрама. Известны также смешанные катализаторы, например металлоорганические, железный катализатор с промоторами А12О3, ZпO и 510.2 (Для синтеза аммиака), металлы, покрытые пленками окислов, схмеси Т1С1з г А1(СгНд)з и др. [c.42]

Большинство исследователей склонялось к допущению промежуточ-оых продуктов, в которых лишь временно принимает участие катализатор, остающийся неизменным к концу процесса. Специфичность объяснялась тем, что не все, а лишь некоторые вещества способны вступать в неустойчивые промежуточные соединения они и могут служить катализаторами. Эта теория только отчасти согласуется с опытным материалом так, она не может объяснить особой иригодпости смешанных катализаторов, состоящих из смеси нескольких компонентов, действия промоторов — веществ, усиливающих действие катализаторов, особой чувствительности катализаторов к температуре их приготовления и т. п. Поэтому, по крайней мере в гетерогенном катализе, теория промежуточных соединений не может считаться правильной. [c.179]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология