Нанесенные адсорбционные катализаторы

- обычно готовят нанесением активного агента (например, ) на пористый инертный носитель с высокоразвитой поверхностью. Обычно это делают посредством пропитки активированного угля, силикагеля, алюмосиликатов и др. пористых веществ растворами солей металлов с последующей просушкой и термической обработкой или восстановлением водородом.

Скелетные катализаторы.

- готовят путем сплавления порошков металлов с алюминием и последующим растворением (выщелачиванием) последнего в щелочи. Остается «скелет», обладающий высокой пористостью и удельной поверхностью.

Кинетика гетерогенно-каталитических реакций

Закон действующих поверхностей

Химическое взаимодействие в гетерогенно-каталитическом процессе происходит между адсорбированными молекулами реагентов, как говорят, в адсорбционном слое. Тогда скорость реакции будет зависеть не от объемной, но от поверхностной концентрации реагирующих веществ, т.е. от величин адсорбции.

Скорость гетерогенно-каталитической реакции пропорциональна произведению величин адсорбции (степеней заполнения) каждого из реагентов, т.е.

Изотерма адсорбции Ленгмюра.

Связь между поверхностной и объемной концентрацией реагирующего вещества устанавливается изотермой адсорбции. Если принять, что поверхность катализатора энергетически однородна, т.е. , то величина адсорбции описывается уравнением Ленгмюра:

или , .

Кинетика мономолекулярной реакции.

,

а)

б) , т.о.

Кинетика бимолекулярной реакции.

.

а)

б) , т.о.

Кинетика реакций в растворах . Уравнение Бренстеда – Бьеррума.

Клеточный эффект

Молекулы растворённого вещества совершают нерегулярные колебания с периодом τ ₀ в “клетке”, образованной соседними молекулами растворителя. Поколебавшись около одного положения равновесия в течение некоторого времени τ , частица перескакивает в соседнюю клетку, для чего она должна иметь энергию, большую некоторого порогового значения E. В рамках клеточной модели механизм жидкофазной реакции выглядит следующим образом: каждая из частиц скачками, следующими друг за другом через время τ , беспорядочно перемещается в среде растворителя. В результате перемещений происходят случайные встречи частиц, то есть попадание их в одну клетку жидкости, с образованием диффузионной пары. В клетке частицы испытывают колебания с периодом τ_o , во время которых они претерпевают соударения с молекулами растворителя и между собой. Если за время τ частицы не успевают прореагировать, то диффузионная пара распадается, и частицы снова расходятся. Таким образом, необходимым условием жидкофазной реакции является предварительное попадание частиц в результате диффузии в одну клетку, где частицы и реагируют в соударениях.

Время пребывания в клетке обычно составляет 10^–10 – 10^–8с.

Поиск по сайту: