ximia.org - сайт о химии для химиков
РАЗДЕЛЫ САЙТА
Разная химия
Неорганическая
Органическая
Биологическая
Наглядная биохимия
Токсикологическая

База знаний
Химическая энциклопедия
Справочник по веществам
Таблица Д.И. Менделеева
Гетероциклические соед.
Теплотехника
Углеводы

Партнёры по химии
Всё об Алхимии

Химия в жизни
Каталог предприятий

Дополнительно
Лекарственные средства Фармацевтический справ.
 
Всё о Химии - Ximia.org

НАНЕСEННЫЕ КАТАЛИЗАТОРЫ


Алфавитный указатель: А Б В Г Д Е Ж З И К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Э Ю Я


НАНЕСEННЫЕ КАТАЛИЗАТОРЫ, содержат активный компонент, нанесенный на дисперсное или пористое в-во-носитель. Использование Н.к. позволяет увеличить пов-сть работающего катализатора, экономит дорогостоящие в-ва (напр., Pt, Pd, Ag), предотвращает рекристаллизацию и спекание активного компонента при высоких т-рах, удлиняет срок работы катализатора, а в ряде случаев стабилизирует его в определенной хим. форме. Носитель должен обладать необходимыми хим. св-вами и адгезией, позволяющими удерживать на своей пов-сти активный компонент, обеспечивать доступ реагирующего в-ва к активным центрам катализатора, быть термически и химически устойчивым в условиях катализа и регенерации Н.к. Кол-во активного компонента в Н.к. обычно значительно меньше кол-ва носителя.

В качестве носителей применяют искусственные (активные угли, силикагель, Аl2О3, алюмосиликат, MgO, ZrO2) и (реже) естественные (прир. глины, пемза, диатомит, асбест) твердые тела с высоко развитой уд. пов-стью и пористостью. Однако в случае многостадийных р-ций, когда целевой продукт может подвергаться дальнейшим нежелат. превращениям, высокая пористость Н.к. оказывается невыгодной вследствие возможности перехода р-ции во внутри-диффузионную область (см. Катализ, Катализаторы).

Носители, инертные для данного каталитич. процесса, вступая во взаимод. с активным компонентом, обычно сильно влияют на каталитич. св-ва Н.к. Нек-рые носители могут ускорять одну из стадий каталитич. процесса или вызывать др. р-цию, напр. на активных центрах платиновых Н.к. риформинга протекает дегидрирование, а на носителе (Аl2О3)- изомеризация углеводородов. Примером стабилизации определенной валентной формы активной части Н.к. служат алюмохромовые катализаторы дегидрирования парафинов, где носитель g-Аl2О3 стабилизирует оксид хрома в окислит. состоянии Cr3+; в Н.к. полимеризации олефинов фирмы "Филлипс" оксид хрома на пов-сти алюмосиликата или SiO2 стабилизирован в состоянии Сr5+ . В нек-рых случаях активный компонент катализатора может вступать во взаимод. с носителем, напр. в Н.к. синтеза углеводородов из СО и Н2 по Фишеру-Тропшу металлич. компонент (Со, Ni, Fe) вступает в хим. р-цию е носителем (ТhO2, ZrO2, TiO2), что сопровождается частичным восстановлением последнего и т.наз. обволакиванием металла носителем (эффект "сильного взаимод. металл-носитель"). Дисперсность металлич. Н.к. сильно зависит от вида применяемого носителя.

Наиб. распространенный способ получения Н.к.-пропитка носителя р-ром, содержащим активные компоненты катализатора, с послед, сушкой и прокаливанием. Для получения оксидных Н.к. обычно применяют соли, анионы к-рых разлагаются при нагр. (нитраты, карбонаты, формиаты и т.п.); для получения металлических необходимо восстановление катализатора, пропитанного ранее р-ром соли. Применяют также пропитку с осаждением на пов-сти носителя нерастворимых гидроксидов с послед. их разложением, нанесение на носитель суспензии активного в-ва, совместное прокаливание носителя и в-ва. Так, напр., прокаливанием смешанных формиатов Ni и Mg можно получить активный никелевый Н.к. гидрирования на носителе MgO. Мн. носители (SiO2, активные угли) имеют небольшие поры размером 1-10 нм, к-рые м.б. закупорены в результате отложения на них кокса во время катализа, что затрудняет диффузию компонентов каталитич. р-ции к активным центрам. Поэтому часто получают бидисперсные Н.к., в к-рых спец. методами (напр., выжиганием добавленных орг. в-в) создают поры размером 100-1000 нм.

К наиб. распространенным пром. носителям относится силикагель, обладающий высокой уд. пов-стью и мех. прочностью. Он используется для получения пром. Н.к. окисления, полимеризации и др. Применяют в качестве носителя и др. формы SiO2-диатомит (кизельгур) и плавленый кварц. Активная форма оксида алюминия g-Аl2О3 с уд. пов-стью 120-150 м2/г используется в приготовлении катализаторов процессов нефтепереработки; др. его формы-q- и a-Аl2О3-в тех случаях, когда необходим носитель с малой уд. пов-стью (0,5-1 м2/г) и пористостью, обладающий высокой термостойкостью, напр. в катализаторах селективного окисления (см. Катализаторы окисления). Для той же цели применяют др. непористые носители - В4С, муллит (плавленый алюмосиликат), фаянсовые носители и др. В Н.к. дожигания пром. выбросов осн. носители-термостойкие металлич. или кремнеземные волокна, в Н.к. дожигания автомобильных газов-спец. керамич. сотовые носители, на к-рые наносят Аl2О3, а затем Pt или Pd.


===
Исп. литература для статьи «НАНЕСEННЫЕ КАТАЛИЗАТОРЫ»:
Научные основы производства катализаторов, под ред. Р. А. Буянова, Новосиб., 1982; Технология катализаторов, под ред. И. П. Мухленова, 3 изд., Л., 1989. О. В. Крылов.

Страница «НАНЕСEННЫЕ КАТАЛИЗАТОРЫ» подготовлена по материалам химической энциклопедии.

 

Всё о Химии для учеников, учителей, студентов и просто химиков