ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Современные проблемы гетерогенного катализа ХЕДИАЛЛЬ Современные проблемы гетерогенного катализа из "Катализ. Некоторые вопросы теории и технологии органических реакций" Последующий этап в. исследованиях каталитических иро-цессов связан с выяснением структуры кристаллов, пространственного расположения и энергетического состояния электронов, ионов и атомных групп, а также с установлением тех. факторов, которые оказывают влияние иа подвижность этих, частиц внутри решетки и по границам фаз. [c.5] Гётц показал, что на поверхности кристалла образуются блоки, в которых расстояния между частицами слегка отличаются от расстояний внутри кристал,та. Как было далее установлено Коэном, подобные структуры могут изменяться уже при низких температурах [2, 3]. [c.6] Совсем недавно был сделан новый шаг вперед в отношении расширения наших сведений о природе каталитических процессов, Были исследованы подвижность электронов в поверхностном слое и их обмен по границам fias между катализатором и реагирующим веществом, а также были сформулированы закономерности, которым подчиняются эти процессы. [c.6] Вопрос о выходе электронов с поверхностей твердых тел под действием излучения или других видов энергии привлек внимание ряда исследователей, работающих в различных направлениях. Мы упоминаем об этих работах в связи с тем, что в них еще раз отмечаются те процессы, которые сближают механизмы адсорб-ционны.х, химических, фотохимических, физических и кри-сталлограо1зических процессов, а именно электронные переходы. [c.6] В 1943 г. Шваб показал, чтО между концентрацией электронов 15 катализаторе и его каталитическо1[ активностью существует определенная связь. Данный вопрос был исследован также Хауффе и Вагнером [6, 7]. Необходимо упомянуть о важных исследованиях эффекта экранирования в кристаллах, проведенных Вейлем [7а]. [c.7] Эти исследования были продолжены Швабом, а также Зур-маном и Захтлером, которые показали, что ос[ювным условием для протекания процесса, будь [о чисто химическая реакция, каталитический процесс или предварительная стадия каталитического процесса, г. е. адсорбция, является наличие веществ, способных отдавать и принимать электроны. Не подлежит сомнению, что со временем станет возможным предсказать наиболее выгодные сочетания носителя, катализатора и реагирующего вещества и тем самым управлять течением реакции. В этом отношении можно провести аналогию с методами изучения таких процессов, как флотация и ионный обмен. [c.7] Мы указали в общих чертах, как постепенно накоплялись сведения о каталитических явлениях. Необходимо еще раз подчеркнуть, что катализ не занимает какого-то особого положения среди процессов, протекающих на границах фаз. [c.7] Современные исследования случаев, когда наблюдается ускорение реакции, являются продолжением более ранних работ, в которых изучалась поляризация наиболее глубоко расположенных адсорбционных слоев, сопровождаемая снижением энергии активации. [c.7] Помимо механизма адсорбции и кагализа, который в известной степени выяснен, имеется много других вопросов, представляющих интерес с точки зрения их теоретического и практического значения. Эти вопросы будут рассмоч рены в последующих разделах. [c.7] Третий тип старения катализатора, часто приводящий к полной потере его активности, вызывается отравлением. Он может состоять как и чисто химическом изменении катализатора, так и в уменьшении величины активной поверхности, вследствие того, что десорбция продуктов реакции происходит медленнее, чем адсорбция реагирующих веществ. [c.8] Эти явления тесно связаны с подвижностью так называемых поверхностных молекул или молекулоидов , которая зависит также от энергетических и структурных нарушений внутри решетки [11, 12]. [c.8] Указанные явления свидетельствуют о необходимости проводить исследование геометрических, структурных и энергетических свойств поверхности. Для этих целей применяют интерферометрию, радиографию, рентгенографию, а также методы, в которых определяют поверхностную проводимость и используют явление электронной эмиссии. [c.8] Автор изучал влияние на активность многих других факторов. Полученные результаты применительно к случаям, когда имеют место превращения фаз, могут быть просуммированы в виде следующего общего правила каждому процессу перехода или образования новых фаз соответствует относительный максимум реакционной способности [15]. [c.10] Некоторые из результатов, иллюстрирующих это правило, приведены на рис. 2—7. Наблюдаемые закономерности уже нашли применение иа практике. Дальнейшего увеличения каталитической активности и более высоко ) селективности можно достигнуть при применении более усовершенствованной аппаратуры. [c.10] Вернуться к основной статье