Области протекания гетерогенных каталитических реакций: внешне-и внутридиффузионная, адсорбционная и кинетическая.

↑

▷ Содержание

Стр 1 из 3Следующая ⇒

Гетерогенный катализ – каталитические реакции, идущие на поверхности раздела фаз (чаще всего применение твердого катализатора)

Промотор и носитель не обладают каталитической активностью, но улучшают физ и эксплуатационные свойства катализаторов

Носительне обладает собственной каталитической активностью, слабо взаимодействует с каталитически активным материалом (химически инертные, тугоплавкие оксиды с развитой поверхностью)

Промоторне обладает каталитически активным материалом и в малых добавках улучшает некоторые эксплуатационные свойства катализатора

Структурообразующие промоторы стабилизируют активную фазу катализатора, например, по отношению к нагреванию или каким-либо другим воздействиям. По-видимому, их роль сводится к увеличению срока жизни микроскопической фазы катализатора, неустойчивой вследствие термодинамически самопроизвольной термической рекристаллизации (укрупнения) кристалликов катализатора. Модифицирование катализаторов заключается в том, что одни и те же добавки в зависимости от концентрации могут оказывать как отравляющее, так и промотирующее действие. Модифицирующие промоторы изменяют строение и химический состав активной фазы. Их роль сводится, возможно, к синтезу на поверхности катализатора активных центров новой химической природы, в связи с чем иногда при модифицировании наблюдается и изменение селективности.

активный центр - атом или группа атомов (ионов) активной каталитической фазы, при взаимодействии которых с молекулами (ионами, радикалами) реагентов или интермедиатов происходит ускорение химических реакций.

Именно активные центры катализатора участвуют в образовании с исходными реагентами специфической связи, которая приводит к появлению промежуточного соединения, за счет чего определенные реакции протекают быстрее.

Стадии гетерогенного катализа:

· Диффузия реагентов к поверхности и в порах катализатора (реагенты из потока подходят к внешней поверхности катализатора)

· Адсорбция-координация (диффузия реагентов к внутренней поверхности зерна катализатора (в поры)

· Активация реагентов (адсорбция реагентов на поверхности)

· Реакция

· Десорбция продуктов с поверхности в смесь

· Диффузия продуктов с внутренней поверхности зерна-катализатора

· Диффузия продуктов с внешней поверхности зерна в поток

Внешнедиффузионная область – лимитирующая стадия диффузия в среде (скорость диффузии реагентов из потока или продуктов в поток) концентрация у поверхности мала

Внутридиффузионная область – лимитирующая стадия диффузия в порах катализатора (диффузия реагентов от внешней поверхности зерна к внутренней его поверхности или продуктов к внешней от внутренней поверхности) Концентрация у поверхности приблизительно равна концентрации во внешнем объеме. Реакция протекает во всем объеме катализатора на поверхности пор, но концентрации на разной глубине неодинаковы

Внешнекинетическаялимитируется химической реакцией на внешней поверхности зерна катализатора. Концентрация у поверхности приблизительно равна концентрации во внешнем объеме. Скорость пропорциональна площади поверхности катализатора

Внутрикинетическаялимитируется химической реакцией на внутренней поверхности зерен катализатора. Концентрация у поверхности приблизительно равна концентрации во внутреннем объеме. Каталитическая реакция протекает во всем объеме катализатора на поверхности пор. Скорость пропорцинальна обьему (массе) катализатора

Сорбционнаяопределяется адсорбцией реагента или десорбцией продукта

Полная реализация каталитического действия = все процессы проходят быстрее, чем реакция на поверхности катализатора

!в экзотермической реакции при малой интенсивности процесса переноса тепла и вещества возможно тепловое воспламенение в слое катализатора

Познавательные статьи:



Где возникла философия и почему?

Относительная высота сжатой зоны бетона

Сущность проекции Гаусса-Крюгера и использование ее в геодезии

Тарифы на перевозку пассажиров