Гетерогенный катализ

Активные центры

• Для объяснения особенностей гетерогенно-каталитических процессов Г. Тэйлором было высказано следующее предположение: каталитически активной является не вся поверхность катализатора, а лишь некоторые её участки – т.н. активные центры, которыми могут являться различные дефекты кристал-лической структуры катализатора (например, выступы либо впадины на поверхности катализатора).

Активные центры

Активные центры – свободные участки поверхности, где могут адсорбироваться молекулы реагирующих веществ. Другая часть поверхности катализатора занята адсорбированными молекулами примесей. Число активных центров на единицу поверхности зависит от природы и способа приготовления катализатора.

Физическая адсобция

• Физическая адсорбция протекает уже при низких темпе­ратурах достаточно быстро с малой энергией активации. Температурная зависимость скорости физической адсорбции проявляется слабо, но количество адсорбиро-ванного вещества с ростом температуры быстро уменьшается
• Величина физической адсорбции слабо зависит от химической природы адсорбата. Физическая адсорбция, как правило, обратима, так как стан­дартная энтальпия адсорбции хотя и экзотермична, но невелика и лежит в пределах -(10 - 50) кДж/моль

Химическая адсобция

• Хемосорбция представляет собой поверхностную химическую реакцию, не сопровождающееся образованием объем­ной фазы.
• Cилы, удерживающие молекулы адсорбата на по­верхности адсорбента, аналогичны химическим связям между ато­мами в молекуле, в результате чего происходит существенное пе­рераспределе-ние электронной плотности в адсорбированном ком­плексе, приводящее к ослаблению или разрыву некоторых связей в хемосорбированной молекуле.

Химическая адсобция

Значения энтальпии хемосорбции лежат в широком интервале, они превышают в боль­шинстве случаев по абсолютной величине Н0 >100 кДж/моль.

• Например, для хемосорбции 02 на молибдене значения Н0 = -720 кДж/моль.
• Хемосорбция в отличие от физи­ческой адсорбции высоко специфична по отношению к химичес­кому составу адсорбента, поэтому очень чувствительна к чистоте поверхности катализатора.