Свойства гетерогенных катализаторов

Основными свойствами катализатора, определяющими экономику каталитического процесса, являются активность, селективность, стабильность, иногда потребители рассматривают способность катализаторов к регенерации.

Каталитические свойства:

Каталитическая активность характеризует, в какой мере данное вещество или определенная композиция веществ является катализатором. В общем случае мерой каталитической активности должно служить изменение скорости химической реакции в результате введения в систему катализатора:

a = w_к - w₀(1 - φ),

где w_к – скорость реакции в присутствии катализатора, моль/(см³∙с); w₀ - скорость реакции без катализатора, моль/(см³∙с); φ – доля объема системы, занимаемого катализатором и не доступного для реагирующих веществ. В подавляющем большинстве случаев второй член соотношения настолько мал, что им можно пренебречь. Таким образом, под каталитической активностью подразумевают скорость реакции в присутствии катализатора, т.е. количество исходного реагента, которое данное количество катализатора способно переработать в единицу времени при заданных составе реакционной среды и температуре. При этом чаще всего скорость каталитической реакции относят к единице массы m

a = w_к/m

или единицы объема катализатора V_к

a = w_к/V_к.

При исследовании твердых катализаторов целесообразно определять удельную каталитическую активность – скорость каталитической реакции, отнесенная к единице поверхности катализатора S

a = w_к/S

или, относя скорость каталитической реакции к числу активных центров на поверхности N, определять «число оборотов» t.n. (turnover number) – число каталитических актов на активном центре в секунду при данной температуре, давлении, отношении реагентов, степени превращения

t.n. = w_к/N.

Селективность характеризует способность катализатора осуществлять процесс в направлении образования определенных продуктов реакции. При определении различают дифференциальную и интегральную селективность.

Дифференциальная селективность равна отношение скорости накопления соответствующего продукта к сумме скоростей всех реакций, протекающих на данном катализаторе в тех же условиях с участием реагентов:

S = w/∑w_i.

Интегральная селективность – отношение общего количества определенного продукта, образовавшегося при конечном изменении степени превращения исходного вещества, к теоретически возможному (при образовании только данного продукта):

S = m_пр./m_теор.

- стабильность

- способность к регенерации

Дата добавления: 2015-07-26; просмотров: 152; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!