ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Учение о гетерогенном катализе из "Краткий курс физ. химии" Можно рассматривать каталитический процесс как совокупность чередующихся стадий образования этих соединений и их разрушения с выделением продуктов реакции. Поверхностные соединения образуются в результате химического взаимодействия молекул реагирующих веществ с атомами (или ионами) поверхностного слоя катализатора, которые при этом сохраняют свои связи с другими атомами (или ионами) рещетки кристалла. В катализе могут играть роль только соединения, легко образующиеся и легко разрушающиеся при дальнейшем взаимодействии. [c.496] Что касается природы активных центров поверхности катализатора, то Н. Д. Зелинский впервые стал рассматривать их как сложные образования, состоящие из нескольких атомов, так что деформация связей в реагирующей молекуле осуществляется не одним, а несколькими атомами поверхности катализатора, составляющими активный центр. [c.497] Деформационная теория катализа развивалась в то же время в работах Боденштейна и др. Тэйлор (1925) ввел представление, согласно которому активные центры образуются из атомов, расположенных в вершинах пик и углов кристаллов катализатора и потому валентно ненасыщенных. [c.497] Не рассматривая последовательного развития теорий катализа на основе учета неоднородности поверхности катализатора, остановимся лишь на некоторых из них. [c.497] Мультиплетная теория гетерогенного катализа, разработанная (1929) A.A. Баландиным, исходит из принципа структурного соответствия между расположением атомов в поверхности катализатора и в реагирующей молекуле, а также энергетического соответствия связей. Теория рассматривает, таким образом, не просто взаимодействие молекулы в целом с поверхностью катализатора, а взаимодействие отдельных атомов или атомных групп, содержащихся в молекулах реагирующих веществ, с атомами или ионами поверхностного слоя катализатора. [c.497] Мультиплетами были названы отдельные небольшие участки поверхности катализатора, состоящие из нескольких атомов или ионов, расположенных закономерно в соответствии со строением кристаллической решетки катализатора. Каталитическая активность имеет место в тех случаях, когда расположение этих атомов или ионов в поверхностном слое катализатора находится в геометрическом соответствии с расположением атомов в молекулах реагирующих веществ. При адсорбции такой молекулы содержащиеся в ней атомы под воз цействием соответствующих атомов или ионов поверхности катализатора и частично связываясь сними могут ослаблять связи между собой. В зависимости от вида атомов или ионов поверхностного слоя, расстояний между ними и геометрической закономерности в их расположении могут ослабляться те или другие связи в реагирующих молекулах. Этим и объясняется специфичность действия катализаторов. [c.497] Наряду с описанными разрабатываются и другие теории гетерогенного катализа — электронно-химическая теория, теория цепных реакций и др. В работах последних лет механизм действия некоторых полупроводниковых и металлических катализаторов рассматривается в связи с возможными переходами электронов между различными поверхностными электронными энергетическими уровнями, отвечающими различным состояниям катализатора. [c.498] В окислительно-восстановительных реакциях важная роль принадлежит некоторым катализаторам, являющимся полупроводниками ( 55 ), причем между их каталитическим действием и электронно-физическими свойствами (энергетическими уровнями и работой выхода электрона) существует связь. Так, С. Я. Пшежецкий и И. А. Мясников показали, что существует отчетливая связь между электропроводностью окиси цинка и ее каталитической активностью в реакции дегидрогенизации изопропилового спирта с образованием ацетона. Это наблюдается и между каталитической активностью и температурой, и при сопоставлении результатов, полученных в атмосфере чистого азота, с результатами, получаемыми при добавлении к азоту 0,4% кислорода, сильно снижающего и электропроводность, и каталитическую активность окиси цинка в данном процессе. [c.498] Вернуться к основной статье