ҚҰлажанов қ. С., Таусарова б. Р
жүктеу/скачать 0,92 Mb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- Промоторлану
| §8.4 Гетерогенді катализ.
Гетерогенді катализ – катализатор мен әрекеттесетін заттардан түзілген фазалар бөлімі бетінде жүретін каталитикалық реакция. Гетерогенді-каталитикалық процесстердің механизмі гомогенді катализге қарағанда күрделі болып келеді. Әр гетерогенді-каталитикалық реакцияда аз дегенде алты стадияны бөліп қарауға болады: Катализатор бетіне бастапқы заттардың диффузиясы. Кейбір аралық қосылыстар түзілумен бетте бастапқы заттардың адсорбциялануы: А + В + К ––> АВК Адсорбцияланған жағыдайдың активациясы (осыған қажетті энергия процесстің активтенуінің шын энергиясы болып табылады): АВК → АВК* Адсорбцияланған реакция өнімдерінің түзілуімен белсендірілген кешеннің ыдырауы: АВК* → СDК Катализатор бетінен реакция өнімдерінің десорбциясы. СDК ––> С + D + К Катализатор бетіне реакция өнімдерінің диффузиясы. Гетерокаталитикалық процесстің арнайы ерекшелігі катализатордың промоторлануға және улануға қабілеттілігі болып саналады. Промоторлану – өзі берілген процесстің катализаторы болып саналмайтын заттардың қатысында катализатор белсенділігінің артуы. (промоторлар). Мысалы, металл никель катализдейтін реакция үшін СО + Н2 ––> СН4 + Н2О Никельді катализаторға аз ғана церий қоспасын енгізсе, катализатор белсенділігінің кенеттен жоғарылауына әкеледі. Улану, улау– кейбір заттардың (соның ішінде, каталитикалық удың) қатысында катализатор белсенділігінің күрт төмендеуі. Мысалы, аммиак синтезі реакциясы үшін (катализатор – кеуекті темір) оттегі және күкірт реакциялық қоспасының қатысуы темір катализаторының белсенділігін күрт төмендетуге әкеледі; сөйтсе де катализатордың бастапқы заттарды адсорбциялайтын қабілеті аз ғана төмендейді. Гетрогенді-каталитикалық процесстердің бұл ерекшеліктерін түсіндіру үшін Г.Тэйлор келесі болжамдарын айтты: каталитикалық белсенді болып катализатордың барлық беті емес, тек оның кейбір бөлігі ғана – катализатордың кристаллдық құрылымының әртүрлі ақауларыбар белсенді орталықта р болуы мүмкін (мысалы, катализатор бетіндегі шығыңқы немесе ойыңқы жерлері). Қазіргі кезде гетерогенді катализдің бірегей теориясы жоқ. Металл катализаторлар үшін мультиплеттер теориясы жасалған. Мультиплетті теорияның негізгі қағидалары келесілерден құралады: Катализатордың белсенді орталығы өзгеруге ұшырайтын молекула құрылымымен геометриялық сай келетін катализатор бетінде орналасқан адсорбциялық орталықтардың белгілі бір санының жиынтығы болып табылады. Белсенді орталықта әрекеттесетін заттардың адсорбциясы кезінде мультиплетті кешен түзіледі, нәтижесінде реакция өнімдері түзілуіне әкелетін байланыстардың қайта орналасуы болады. Мультиплеттер теориясын кейде белсенді орталық пен әрекеттесетін молекулалардың геометриялық ұқсастық теориясы деп те атайды. Әр түрлі реакциялар үшін белсенді орталықта адсорбциялық орталықтардың саны (әрқайсысы металл атомымен теңескен) әртүрлі – 2, 3, 4 және т.б. Мұндай белсенді орталықтар сәйкес дублет, триплет, квадруплет және т.б. (жалпы алғанда мультиплет, теорияның атауына сай) деп аталады. Мысалы, мультиплеттер теориясына сай, қаныққан бір атомды спирттердің дегидрленуі дублетте болады, циклогексанның дегидрленуі – секстетте; мультиплеттер теориясы металлдардың каталитикалық белсенділігін олардың атомдық радиустары шамасымен байланыстыруға мүмкіндік береді. Сур.8. 3 Спирттердің дублеттегі дегидрленуі Сур. 8.4 Циклогексанның секстетте дегидрленуі жүктеу/скачать 0,92 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|