28. Основные методы изготовления и требования к катализаторам.

1. Активность;

2. Избирательность;

3. Устойчивость к действию контактных ядов;

4. Стоимость.

Способы приготовления.

Основные:

1. Ослабление гидроксидов или карбонатов из растворов их солей с последующим формованием и термообработкой контактной массы (осажденные Кт).

2. Смешением порошкообразных компонентов с последующим прессованием и термообработкой (смешание Кт).

3. Сплавление оксидов с последующим восстановлением Ме из оксидов (плавленые Кт).

4. Пропитка пористого носителя растворами, содержащими соли всех компонентов с последующей термообработкой. (эти 4 способа – 95% всех катализаторов)

5. Скелетные Кт.

29. Особенности протекания каталитических процессов. Гетерогенные каталитические процессы.

Они играют решающую роль (70-80% от всех каталитических процессов).

или

Катализатор может ускорить только термодинамически возможную реакцию ∆G<0. Катализатор не действует на состояние термодинамического равновесия. При гетерогенном катализе катализатор находится в разных фазах и реакция протекает на поверхности раздела этих фаз. Большинство каталитических процессов идут внутри поверхности. Проявление каталитического действия выражается в уменьшении Еакт под влиянием катализатора. Катализатор участвует в образовании продуктов, изменяет число и характер элементарных стадий. Каждая стадия имеет свою Еакт, но наибольшая из них не превышает Еакт при некаталитическом протекании реакции. При сравнении разных катализаторов для одного процесса используют понятие активности катализатора. Катализатор не следует сравнивать по Еакт, так как на нее влияет и предэкспотенциальный множитель, Еакт характеризует чувствительность реакции к Т. Диффузионные торможения снижают Еакт.

А=Uкат-Uнекат

1.Сравнивают при одной и той же температуре. Но еще влияет и количество загрузки катализатора.

2.Договариваются или о степенях превращения, при которых изменяются скорости, или о времени контакта при котором проводится эксперимент. Вместо времени контакта часто используют понятие объемной скорости:

3.Договоренность о «стандартном» составе газа.

Из других методов с теми же ограничениями активность измеряют по выходу продуктов по степеням превращения, иногда по константам скоростей, что хуже так как ее можно рассчитать по разным уравнениям.

Области протекания гетерогенных каталитических процессов.

Признаки протекания каталитической реакции во внешне диффузионной области аналогичны некаталитическим процессам (перемешивание, незначительное влияние Т и т.д.)

Принято, что влиянием внешней диффузии можно пренебречь, если разность концентраций реагента в потоке и на внешней поверхности Кт не превышает 1%.

Внешнедиффузионной торможение отсутствует (протекает во внутридиффузионных или кинетических областях).

В ограниченном синтезе большинство реакций сложные (параллельные и последовательные) и внешнедиффузионные торможения могут оказывать влияние на избирательность Кт.

Влияние этих торможений на избирательность Кт.

Внешнедиффузионные торможения не влияют на избирательность параллельных реакций и сильно сказываются для последовательных реакций:

В кинетической области в начале процесса φ_В=1. Вследствие малой скорости реакции (В-Д), а отвод продукта В от поверхности интенсивен (получаем кинетическую область –к2<<β). В этих условиях продукт Д не образуется до тех пор, пока не произойдет накопление вещества в потоке, избирательность высока. Если процесс протекает во внешнедиффузионной области (β/к2→0), то продукт В из-за низкой скорости массопередачи не успевает диффудировать в поток и практически целиком вступает в реакцию на Кт с образованием побочного продукта Д.

снятие внешнедиффузионных торможений путем перемешивания или увеличения линейной скорости газового потока не только интенсифицирует процесс, но и увеличивает избирательность процесса.