ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Предисловие к русскому изданию из "Введение в гетерогенный катализ" Вряд ли найдется химик, который в своей профессиональной деятельности не пользуется хотя бы основными сведениями о катализе. Важная роль отведена каталитическим процессам в соответствующих курсах учебных заведений и в научных исследованиях в СССР, где сформировался ряд научных школ, внесших существенный вклад в развитие этой области химии. [c.7] За последнее время мы имели возможность работать совместно со многими учеными этих научных школ, узнали и оценили высокий уровень их исследований. Поэтому нас особенно радует решение издательства Мир перевести на русский язык нашу небольшую книгу. Шлем наилучшие пожелания читателям. [c.7] Особую признательность выражаем инициаторам перевода академикам О. А. Реутову и X. М. Миначеву и переводчику, профессору В. М. Грязнову. Мы признательны также за предоставленную нам возможность устранить некоторые недочеты немецкого издания. [c.7] Гетерогенно-каталитические процессы всегда играли важную роль в химической промышленности. Именно поэтому химики и технологи постоянно встречаются с проблемами гетерогенного катализа. Настояш,ая книга может служить руководством для студентов и молодых научных сотрудников, работающих в области гетерогенного катализа, и позволит получить общие сведения о нем. Собранный материал излагается на основе опыта, накопленного авторами при чтении курса лекций по гетерогенному катализу в Высшей технической школе им. Карла Шорлеммера в Лейна-Мерзебурге. Курс гетерогенного катализа на протяжении ряда лет является важной составной частью учебного плана по химической технологии. [c.8] Ввиду небольшого объема книги многие важные разделы в ней опущены или освещены недостаточно полно. Это касается, например методов эксперимента и способов осуществления промышленных гетерогенно-каталитических процессов. Для более глубокого изучения интересующимся читателям рекомендуется список монографий и оригинальных статей, приведенный в конце книги. [c.8] В основу книги положены физико-химические аспекты действия твердых катализаторов. Некоторые из изложенных теоретических представлений следует рассматривать критически. Однако мы надеемся, что после изучения этого вводного курса читатель убедится в надежности научных основ гетерогенного катализа, без знания которых практик в настоящее время работать успешно не может. [c.8] Мы выражаем свою признательность коллегам с кафедры гетерогенного катализа отделения химии Высшей технической школы им. Карла Шорлеммера, в особенности профессору 3. Энгельсу, за плодотворные дискуссии. [c.8] Общий характер всех этих явлений первым обнаружил Мит-черлих и предложил объединить их понятием контактное действие . Почти одновременно, в 1835 г. Берцелиус в своей классической работе рассмотрел известные к тому времени разрозненные факты, касающиеся каталитических реакций, с единой позиции о существовании некоторой каталитической силы , исходящей от определенных веществ — катализаторов. [c.9] ТЫ могут участвовать в различных реакциях и образовывать разные конечные продукты. Выбор подходящего катализатора позволяет сделать преобладающим один из нескольких возможных путей реакции и обеспечивает желаемую избирательность реакции. [c.10] Подобно тому как химические реакции подразделяются на гомогенные и гетерогенные, различают гомогенный и гетерогенный катализ. К гетерогенному катализу относят процессы, в которых катализатор и реагент находятся в разных фазах и реакция происходит на границе раздела этих фаз. В дальнейшем основное внимание будет уделено процессам взаимодействия газообразных или жидких реагентов с твердым катализатором, которые имеют наибольшее практическое значение. [c.10] Виды взаимодействий между твердым телом и адсорбированными на нем молекулами настолько же многообразны, как и возможности взаимодействия веществ вообще. Именно поэтому в настоящее время нет и, очевидно, нельзя ожидать появления завершенной теории катализа. Однако проведенные исследования углубили понимание механизмов некоторых каталитических реакций. Если в прошлом отдельные катализаторы были подобраны чисто эмпирически (Габер исследовал около 20 тыс. различных веществ в поисках первого промышленного контакта для синтеза аммиака), то имеющиеся в настоящее время сведения о каталитических процессах дают ученому критерии предварительного выбора катализатора и указывают пути создания эффективных каталитических систем. [c.10] В 20-е годы были разработаны каталитические процессы получения высококачественных моторных топлив и смазочных материалов и синтеза нефтехимических продуктов. С 1940 г. после разработок Гудри термический крекинг был вытеснен каталитическим. [c.10] В 1950 Г, В нефтепереработку были внедрены в больших масштабах процессы реформинга, гидроочистки и гидрокрекинга. [c.13] В настоящее время, по оценке Борескова, около 70% всей химической продукции получают каталитическими методами, а Б современных производствах объем выпускаемой таким путем продукции приближается к 90%. [c.13] В табл. 1 приведен ряд гетерогенно-каталитических реакций, имеющих наибольшее значение для химической промышленности. [c.14] Из данных табл. 1 уже молшо сделать общий вывод о том, что оксиды с полупроводниковыми свойствами и металлы катализируют реакции окисления — восстановления. Твердые тела с кислотными (основными) поверхностными группами являются каталитически активными по отношению к реакциям, которые протекают по кислотно-основному механизму. Возможные механизмы гетерогенно-каталитических реакций и способы воздействия на них твердых катализаторов обсуждаются в гл. 6—8. [c.14] Важнейшим проявлением каталитического действия является уменьшение энергии активации реакции под влиянием катализатора. На рис. 1 представлена энергетическая схема реакции А— -В при ее гомогенном протекании без катализатора (кривая а) и в присутствии гетерогенного катализатора (кривая б). [c.15] Первой стадией гетерогенно-каталитической реакции является адсорбция молекул А на катализаторе с выделением теплоты адсорбции д йв.А- Затем происходят поверхностная реакция, энергия активации которой равна А,ье1, и десорбция продукта реакции В. Особый интерес представляет природа адсорбированных комплексов Аас , вступающих в реакцию на поверхности (см. гл. 3). [c.15] Вернуться к основной статье