активността на катализатора
Висока активност катализатор - основното изискване за това [2]. Въпреки това, активността на катализатора може да варира в резултат на много фактори, че е от голямо практическо значение. Ето няколко фактора, които могат да повлияят на каталитичната активност.
Активността зависи от количеството на активните компоненти в катализатора. Увеличаването на тяхното съдържание се увеличава броят на активните центрове, което води до увеличаване на общата активност на катализатора че активността на всеки отделен център остава непроменена [3].
Активността на катализаторите в хетерогенна катализа е силно зависима от големината и състоянието на тяхната повърхност, толкова важно в много случаи методът на производство на катализатор. Например, катализатор мед получени чрез термично разлагане на медни соли в условия на не-равновесни, има значително каталитична активност в реакцията на хидратация на алкохол. Обратно, електролитни и химичните свойства на депозиран меден катализатор в същата реакция на практика не показват [4].
активността на катализатора може да варира в зависимост от десорбция на веществото. Например, увеличаване на каталитичната активност на зеолита време десорбция на амоняк от повърхността на катализатор в кумол крекинг реакция [5].
Значителен принос за промяната на каталитичната активност също може да донесе на температурата. Например, катализаторът може да бъде активен в определен температурен интервал, и е много по-малко активен данни температурни граници. Например, оптималната катализатор активност се постига с никел 320 ° С и при температура над 450 ° С никел същество губи своите каталитични свойства [6]. Флуорът платинов катализатор с добавяне на алуминиев оксид в изомеризация реакцията на п-пентан е оптимално активни при температура от 450 ° С, докато намаляване или повишаване на температурата намалява каталитичната активност [7].
Катализатор активност се намалява с процеса, който се нарича стареене на катализатора. Този процес е най-вероятно D. е както химично и термично и механично, и се свързва с прекристализация на повърхността на катализатора, неговата прах покритие него утаяване чужди вещества и други подобни. [8]
Също така, каталитичната активност се променя чрез използване на промотори и катализаторни отрови (см. По-долу)
Определяне на активността на катализатора
Количествено, активността се определя като разлика между скоростта на реакцията при тези условия и степента на същата реакция в отсъствието на катализатор. Стойността на активност се използва за сравнителна оценка на катализатори за техния подбор, както и за характеризиране на качеството на катализатор. В зависимост от вида на катализа активност обикновено се изразява като скоростта на реакцията за единица концентрация, обем или тегло на катализатора. [1]
хомогенна катализа
Наречен хомогенна катализа, в който катализаторът и реагиращи средства са в една и съща фаза. Когато хомогенна катализа и за сравнение на ефективността на катализатор се използва скоростта на реакцията за единица концентрация на катализатор. [1]
хетерогенен катализ
В хетерогенен катализ, катализаторът и реагентите са в различни фази. Обикновено, катализаторът в този случай служи като твърдо вещество и всички реакции се появяват на повърхността на катализатора. В този случай, каталитична активност се счита за единица повърхност на катализатора, и се нарича специфичната активност на катализатора. На практика обикновено се опитват да се прилага на катализатора върху пореста повърхност, което допринася за увеличаване на активната повърхност катализатор и повишава ефективността на катализатора при постоянни неговите линейни размери.
Активност за единица обем
Каталитичната активност на катализатора за единица обем може да се изрази със следната формула [9]:
W - каталитичната активност на катализатора за единица обем; А - специфичната активност на катализатора, S - общата повърхност на катализатора за единица обем; η - степен на използване на катализатор.
Повърхността на обема на катализатор за единица може да бъде определена големина на частиците, представляващо единичен зърно на катализатор, и плътността на разпределението им. Ако размерът на частиците се понижава активността на катализатор за единица обем увеличава само в района на относително големи частици. С по-нататъшното намаляване на размера на дейността започва да засяга вътрешния дифузия. който се провежда в началото на молекулярната закона, и по-нататък е описано от законите на дифузията Кнудсен.
Допълнително увеличение в активността може да премине към R. Н. bidisperse структура, състояща се от малки, плътни частици, свързани с по-големи порьозни частици. Преход към bidisperse структури позволява да се увеличи каталитична активност 5-8 пъти [10].
брой на оборотите
Активността на катализаторите също може да се характеризира чрез броя на оборотите (Engl. Цифри Оборот) катализатор, който се счита, че е равен на броя на реактивни молекули, трансформираната един катализатор молекулата на второто [11]. За нуклеофилни и основни катализатори при нормални условия този брой е 10 -7 - 10 сек -2 - 1. за киселинни и електрофилни - 10 -4 - 10 -1 S-1. ензим - 10 6 и -1 [12]. и в случай на каталитично подобрени ензими - и до 4 х 10 7 в случай на каталаза [13].
Стойностите на константите
За сравнение, редица катализатори също използват стойностите на скоростните константи реакция (с непроменена цел чрез използване на различни катализатори) или енергията активиране на реакцията при поддържане на множител (характеризиране честотата на молекулни сблъсъци) в уравнението на Арениус [1].
Съгласно Международната система единици (SI) единица на активността на катализатора се навива. 1 катал е катализатор активност, в който скоростта на химична реакция се увеличава до 1 мол на секунда.
Промоторите и катализаторни отрови
Вещество, което увеличава каталитичната активност, наречена промотор. Например, каталитичната активност на ванадиев оксид (V) по отношение на реакцията на окисление на серен диоксид засилено чрез прибавянето на малки количества от сулфати на алкални метали [14].
Чужди тела, рязко намаляване на каталитичната активност се наричат каталитични отрови. Обикновено, тази вода или замърсители. от които реагентите на каталитичната реакция са склонни да изчисти.