Экспериментальные методы исследования гетерогенных катализаторов

Рефераты по химии » Экспериментальные методы исследования гетерогенных катализаторов

Экспериментальные методы исследования гетерогенных катализаторов.


Содержание

Интегральные дифференциальные лабораторные реактора.

Изотопные методы в катализе.

Термопрограммированные десорбция и реакция.

Флеш-десорбция.


Классификация лабораторных реакторов

(по C. Perego S. Peratello. Catal. Today 52 (1999) 133-145)

Скорость химической реакции – дифференциальная и интегральная.

Изменение количества вещества в единицу времени в единице реакционного пространства.

В статическом реакторе V=const поэтому

в проточном реакторе t=const поэтому

Интегральная скорость (производительность).

Принципиальный вид конструкции лабораторных реакторов

(по C. Perego S. Peratello. Catal. Today 52 (1999) 133-145)


Требования к реактору идеального вытеснения.


Преимущества и недостатки различных конструкций лабораторных реакторов смешения – виброреактор реактор Карберри реактор Берти проточный реактор с внешним перемешиванием.

(по рекламе AutoclaveEngineers)

Материальный баланс реактора смешения с внешним перемешиванием


(по Б. Лич. Катализ в промышленности. Т.1. М. Мир. 1986 )

Изотопные методы в катализе

Кинетика изотопного гетеро- и гомомолекулярного обмена.

R или R1 – скорости переноса метки зависящие от концентраций веществ и температуры.

Кинетический изотопный эффект.

Физические основы метода.

Метод меченных атомов.

Стационарно-нестационарный изотопный кинетический метод.

Принципиальная схема установки. Кинетические основы метода.


(по Y. Schuurman at al. Catal. Today v.38 (1997) p.129 )

Термопрограммированные десорбция и реакция


Уравнение Поляни-Вигнера для кинетики термодесорбции.


Флеш-десорбция

Физические основы метода.

Определение основных физических характеристик катализаторов: удельная поверхность катализатора и активного компонента пористость механическая прочность кислотность.

Удельная поверхность катализатора.

Наиболее распространенный метод – метод БЭТ.

В основе вывода уравнения БЭТ лежат следующие модельные предположения:

1. Адсорбция физическая и поэтому многослойная.

2. Теплота адсорбции первого слоя отлична (выше) от теплоты адсорбции в остальных слоях которая в свою очередь близка к теплоте конденсации адсорбирующегося пара.

3. Предэкспоненциальные факторы адсорбционных коэффициентов для всех слоев кроме первого равны между собой.

;

Вид изотермы и возможности использования изотермы БЭТ для определения удельной поверхности зависят от величины константы С которая по физическому смыслу модели равна отношению адсорбционных коэффициентов в первом и последующем слоях.

.

Удельная поверхность нанесенного на носитель металла (активного компонента).

Селективная хемосорбция кислорода водорода и оксида углерода.

Удельная поверхность слоя зернистого материала.

Гидродинамические основы метода.Уравнение Эргуна.

Механическая прочность катализаторов

Прочность гранул катализатора по составляющей и по торцам. Прочность катализаторов для процессов в псевдоожиженном слое на истирание.

Пористость

Классификация пор по размерам (микропоры – до 2 нм макропоры – свыше 50 нм). Порометрия микропор. Физические основы метода. Уравнение Кельвина (Томпсона) связывающее характерный размер пор t с поверхностным натяжением g и давлением пара p.

Ртутная порометрия макропор. Физические основы метода. Уравнение Уэшбора связывающее характерный размер пор t с величиной поверхностного натяжения ртути g.

Плотность

Определение истинной плотности методом гелиевой пикнометрии.

Определение кажущейся плотности с помощью вытеснения ртути.

Насыпной вес.

Кислотность поверхности катализаторов

Методы измерения кислотности – калориметрия термопрограммированная десорбция адсорбция оснований ИК-спектроскопия.