Влияние процессов переноса

Гетерогенные катализаторы обычно характеризуются очень развитой внутренней поверхностью, площадь которой может составлять десятки и даже сотни квадратных метров на грамм катализатора. Активные центры катализатора располагаются преимущественно на внутренней поверхности, внутри зерен, катализатора. Поэтому изменения концентраций и температуры у поверхности катализатора может очень сильно исказить наблюдаемую скорость реакции.

В случае гетерогенной каталитической реакции в общем случае можно выделить следующие этапы ее протекания:

• диффузия реагентов к поверхности катализатора (внешняя диффузия);
• диффузия реагентов в порах катализатора (внутренняя диффузия);
• адсорбция реагентов на активном центре;
• реакция;
• десорбция продуктов;
• диффузия продуктов в порах катализатора;
• диффузия продуктов от поверхности.

Изменения концентраций и температуры зависят от соотношения скоростей химической реакции и процессов переноса. Скорость суммарного каталитического процесса будет определяться скоростью самой медленной стадии. В связи с этим различают следующие области протекания каталитического процесса:

кинетическая область, когда скорость суммарного процесса определяется химическими процессами: (адсорбцией, реакцией на поверхности, десорбцией);

внешнедиффузионная область, когда скорость суммарного процесса лимитируется скоростью переноса массы реагентов или тепла из газовой (жидкой) фазы к внешней поверхности зерна катализатора;

внутридиффузионная область, когда скорость суммарного процесса лимитируется диффузией реагентов в порах зерна катализатора.

Обычно условия эксперимента при исследовании каталитических свойств выбирают таким образом, чтобы процессы транспорта не являлись лимитирующими, то есть скорость всего процесса определялась только скоростью химической реакции.

Дата добавления: 2015-07-26; просмотров: 216; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!