Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Классификации гетерогенных катализаторов с точки зрения электронного подхода.





Электронный фактор.

 

Классификации гетерогенных катализаторов с точки зрения электронного подхода.

 

Поскольку гетерогенно-каталитическая реакция протекает через образование химических связей с поверхностными атомами катализатора, а следовательно через перераспределение электронов между атомами катализатора и субстрата, то, очевидно, что на каталитические свойства твердого вещества должно сильно влиять его электронное строение.

В 60-х годах ХХ-го века возлагались большие надежды на создание всеобщей электронной теории гетерогенного катализа. Был очень быстро накоплен богатейший экспериментальный материал по электронным эффектам в гетерогенном катализе. Однако, оказалось, что одного электронного подхода не достаточно для объяснения каталитических свойств твердых материалов. Тем не менее, электронная теория полезна и применима для объяснения многих наблюдаемых закономерностей для отдельных классов катализаторов и реакций.

 

Электронное строение твердого вещества определяет его электропроводные свойства. Поэтому наиболее часто гетерогенные катализаторы делят на три группы по проводимости: металлы (проводники), полупроводники и изоляторы.

 

Металлы (проводники)

К этой группе относятся металлы - вещества хорошо проводящие электрический ток.

 

Полупроводники

К этой группе относятся твердые вещества, чья электропроводность растет с температурой (это металлоиды: Si, Ge и др.; и оксиды и сульфиды: ZnO, NiO, Cr2O3, ZnS и пр.)

 

Изоляторы

Это твердые вещества, чья электропроводность не играет никакой роли при тех температурах, при которых они используются в катализе.

 

Сильно различающиеся электронные свойства перечисленных типов катализаторов влияют на механизм образования связи между активными центрами и реагентами. По этому признаку катализаторы делят на редокс и кислотно-основные.

 

Редокс катализаторы.

К этой группе относятся катализаторы, обладающие при температурах реакции подвижными (проводящими) электронами - то есть металлы и полупроводники. Каталитические реакции на их поверхности протекают через стадии гомолитического разрыва связи в субстрате:

 

2Кат× + X:Y à Кат:Х + Кат:Y (5.30)

 

и стадии окислительно-восстановительных (редокс) процессов с участием активных центров катализатора.

Они катализируют реакции: гидрирования, дегидрирования, окисления, разложения, полимеризации, синтез аммиака, реакции на основе синтез-газа.

 

Кислотно-основные катализаторы.

У этих катализаторов нет подвижных носителей зарядов, поэтому они относятся к классу изоляторов. Электронное взаимодействие с субстратом происходит по ионному механизму, и связь в субстрате рвется гетеролитически. Общая схема электронного взаимодействия катализатора и субстрата выглядит так:

 

А +:Кат à А:Кат à А:- + Кат+

 

или (5.30)

 

В: + Кат à В:Кат à В+ +:Кат-

 

Возникающие электронные заряды на поверхности локализованы на активных центрах и не передаются по поверхности (так как отсутствует проводимость). К таким катализаторам относятся оксиды: Al2O3, SiO2, B2O3, смешанные оксиды, твердые кислоты. Они катализируют реакции, подверженные кислотно-основному катализу: гидролиз, гидратация-дегидратация, полимеризация, поликонденсация, крекинг, изомеризация.

 

В Таблице 5.12 кратко суммирована информация по классификации гетерогенных катализаторов с точки зрения их электронного строения.

 

Таблица 5.12.

Классификация гетерогенных катализаторов.

  Проводники (металлы) Полупроводники Изоляторы
Проводимость, Ом-1м-1 108 - 106 105 - 10-8 сильно увеличивается с повышением температуры. 10-8 - 10-18  
Перенос электронов Обмен электронами металл-адсорбат. Перенос электронов при высоких температурах. Нет
Примеры Множество металлов, в основном переходные металлы и их сплавы. Металлоиды (Si, Ge и др.); Оксиды и сульфиды (ZnO, NiO, Cr2O3, ZnS и пр.) Оксиды (Al2O3, SiO2, B2O3, MgO) и их смеси; Соли; Твердые кислоты.

 

 

Далее будут рассмотрены каждая из подгрупп катализаторов с точки зрения влияния их электронного строения на каталитические свойства.

 







Дата добавления: 2015-09-06; просмотров: 594. Нарушение авторских прав; Мы поможем в написании вашей работы!




Обзор компонентов Multisim Компоненты – это основа любой схемы, это все элементы, из которых она состоит. Multisim оперирует с двумя категориями...


Композиция из абстрактных геометрических фигур Данная композиция состоит из линий, штриховки, абстрактных геометрических форм...


Важнейшие способы обработки и анализа рядов динамики Не во всех случаях эмпирические данные рядов динамики позволяют определить тенденцию изменения явления во времени...


ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ МЕХАНИКА Статика является частью теоретической механики, изучающей условия, при ко­торых тело находится под действием заданной системы сил...

СПИД: морально-этические проблемы Среди тысяч заболеваний совершенно особое, даже исключительное, место занимает ВИЧ-инфекция...

Понятие массовых мероприятий, их виды Под массовыми мероприятиями следует понимать совокупность действий или явлений социальной жизни с участием большого количества граждан...

Тактика действий нарядов полиции по предупреждению и пресечению правонарушений при проведении массовых мероприятий К особенностям проведения массовых мероприятий и факторам, влияющим на охрану общественного порядка и обеспечение общественной безопасности, можно отнести значительное количество субъектов, принимающих участие в их подготовке и проведении...

Вопрос. Отличие деятельности человека от поведения животных главные отличия деятельности человека от активности животных сводятся к следующему: 1...

Расчет концентрации титрованных растворов с помощью поправочного коэффициента При выполнении серийных анализов ГОСТ или ведомственная инструкция обычно предусматривают применение раствора заданной концентрации или заданного титра...

Психолого-педагогическая характеристика студенческой группы   Характеристика группы составляется по 407 группе очного отделения зооинженерного факультета, бакалавриата по направлению «Биология» РГАУ-МСХА имени К...

Studopedia.info - Студопедия - 2014-2025 год . (0.008 сек.) русская версия | украинская версия