Гетерогенный катализ. Теоретические основы гетерогенного катализа элементарные стадии в гетерогенном катализе
 Скачать 7.29 Mb.
|
|
ОСНОВНЫЕ КОНЦЕПЦИИ ТЕОРИИ ГЕТЕРОГЕННОГО КАТАЛИЗА. Классификация гетерогенных катализаторов. Можно предложить множество классификаций гетерогенных катализаторов в зависимости от рассматриваемых свойств. Один из вариантов был рассмотрен в п. 1.4 (Рис. 1.9) где катализаторы классифицируются по строению активного центра на массивные, нанесенные и иммобилизованные. Для удобства рассмотрения влияния различных факторов на каталитическую активность, чаще всего, гетерогенные катализаторы делят на две группы (Рис. 5.15): металлы (проводники) и неметаллы. Неметаллы, в свою очередь, подразделяют по электронным свойствам на полупроводники и изоляторы. В рамках каждой из указанных групп катализаторов разработаны теоретические подходы к объяснению и прогнозированию их каталитических свойств.  Рисунок 5.15. Классификация гетерогенных катализаторов по электронным свойствам. Энергетический подход и каталитическая активность. Для перехода в активированное состояние молекула реагента должна пройти стадию хемосорбции на активном центре катализатора. Сила адсорбции реагента является определяющим фактором эффективности катализа. При этом, как слишком сильная адсорбция, так и слишком слабая - не приводят к желаемой (высокой) активности катализатора. Оптимальной является некоторая средняя сила связывания адсорбата и адсорбента. Хемосорбция и сопровождающие ее энергетические эффекты играют решающую роль в понимании гетерогенного катализа. Активные центры поверхности катализатора (свободные валентности или электронные дефекты) ослабляют химические связи в адсорбированной молекуле, в результате чего значительно облегчается ее дальнейшее химическое превращение. На Рисунке 5.16 изображено сравнение энергетических диаграмм некаталитического и гетерогенно-каталитического пути реакции А В.  |