ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Общие сведения.. Активность и селективность гетерогенных катализаторов из "Лекции по теории гетерогенного катализа" Катализ —ЭТО ускорение химических реакций веществами, которые регенерируются -в конце превращения. В тех случаях когда наблюдается замедление реакции под действием веществ, стехио-метрйчески в ней не участвующих, говорят об ингибировании. Каталитическое ускорение реакции достигается за счет изменения ее механизма. При этом катализатор входит в состав новых промежуточных продуктов, которые образуются и затем переходят в конечные вещества с большей скоростью, чем при отсутствии катализатора. Понять, как это происходит, и является основной задачей теории катализа. [c.5] По фазовому признаку катализ обычно делят на гетерогенный и гомогенный отдельно рассматривают ферментативный катализ. Подобная классификация не является чисто формальной и отражает некоторые различия в механизмах элементарных актов этих процессов. Наибольшее техническое значение имеют твердые катализаторы. По оценке А. А. Баландина [1] 80% продукции тяжелой химической промышленности получают с их участием. [c.5] Для процессов, протекающих при относительно простом составе продуктов, например при синтезе или окислении аммиака, окислении двуокиси серы и т. п., роль катализатора сводится только к ускорению медленно идущего некаталитического превращения. [c.5] В этих условиях основными параметрами катализатора являются его активность, стабильность в условиях проведения реакции, устойчивость к действиям примесей. [c.5] При рассмотрении каталитических превращений органических соединений, когда число термодинамически допустимых продуктов реакции оказывается почти необозримым, избирательное действие катализатора выступает на первый план и становится не менее важной его характеристикой, чем активность. [c.5] Например, при взаимодействии окиси углерода и водорода, подбирая соответствующие катализаторы, удается получать с хорошим выходом самые разнообразные углеводороды — алканы, ароматические углеводороды, а также спирты, альдегиды, кетоны. Разнообразие возможных продуктов превращения связано с термодинамическими свойствами системы СО + Н2, тогда как селективное проведение этого процесса обусловлено особенностями каталитического превращения молекул. [c.6] Некаталитические реакции обычно связаны с общей активацией молекул и образованием высокореакционных промежуточных продуктов, что в разбираемых системах должно привести к появлению большого числа продуктов реакции. В противоположность этому промежуточные продукты каталитического процесса часто оказываются различными для каждого из путей превращения, что и приводит к большей избирательности каталитического синтеза. Например, при каталитическом разложении этилового спирта адсорбция молекулы СгНдОН на поверхности катализаторов может происходить в различных положениях, что сопровождается либо активацией связи С—С, приводящей к дегидрогенизации спирта, либо активацией связи С—О и реакцией дегидратации спирта. Для осуществления адсорбции такого типа необходимо, чтобы поверхность катализатора обладала различными свойствами. Селективность катализатора проявляется в том, что он образует промежуточные продукты только одного вида. Однако такое объяснение селективности применимо далеко не во всех случаях. Для процесса Фишера—Тропша селективность связана как с химическими, так и с кинетическими особенностями проведения реакции, например она зависит от времени контакта реагентов с катализатором. [c.6] Эту реакцию очень трудно провести в гомогенных системах, но можно осуществить с хорошим выходом с помощью гетерогенных катализаторов. [c.6] Однако высокая избирательность, достигающая предела для некоторых типов ферментативных процессов, характерна далеко не во всех случаях катализа. Например, не слишком специфичны гидратационные процессы. Здесь речь идет о кислотно-основном катализе общего типа, где катализатор может быть гомогенным или гетерогенным. Особенность твердых кислот — катализаторов (алюмосиликаты, гидратированные поверхности ряда окислов металлов) состоит в том, что их кислотные центры могут быть не одинаковы. В одном образце катализатора можно найти протонные и апротонные кислотные центры различной силы. [c.7] Еще менее специфичны те окислительные процессы, которые сочетают в себе каталитические и гомогенные цепные процессы. [c.7] Вернуться к основной статье