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.
Другие работы по теме:
Применение алкенов и алкодиенов
Варнавский. 10 «б» Применение алкенов и алкодиенов. Алкены. Этилен и его гомологи легко окисляются, например пермарганатом калия: CH2=CH2 + O + H2O HO - CH2 - CH2 - OH
Синтезы на основе СО и Н2
Восстановление СО на различных гетерогенных металлосодержащих катализаторах приводит к образованию различных продуктов – СН4, олефинов, спиртов, жидких углеводородов. Рассмотрим подробнее синтезы углеводородов по Фишеру-Тропшу и метанола.
Химическая кинетика и равновесие
Химическая кинетика Химическое равновесие Химическая кинетика – раздел химии, который изучает скорость химической реакции и факторы влияющие на неё.
Технология производства полипропилена
Технология производства полипропилена В упрощенном виде технологическая схема производства полипропилена выглядит следующим образом: Исходным сырьем для производства полипропилена является пропилен (газ). Пропилен выделяют путем крекинга (переработки) нефти. Выделенная пропиленовая фракция, содержащая около 80% пропилена, подвергается дополнительной переработке, в результате чего получают пропилен 98-99%-ной концентрации.
Фенолформальдегидные смолы
Продукты поликонденсации фенола с формальдегидом. Реакция проводится в присутствии кислых (соляная, серная, щавелевая и другие кислоты) или щелочных катализаторов (аммиак, гидроксид натрия, гидроксид бария). Свойства, применение.
Планирование дискриминирующих экспериментов
Эксперименты по дискриминации гипотез: химические, физико–химические, изотопные, кинетические. Идеальные реакторы для экспериментов: закрытый реактор полного смешения, проточный реактор идеального вытеснения. Критерии отсутствия диффузионного торможения.
Применение алкенов и алкодиенов
Варнавский. 10 «б» Применение алкенов и алкодиенов. Алкены. Этилен и его гомологи легко окисляются, например пермарганатом калия: + O + H O а HO - CH При этом образовался этиленгликоль - вязкая, сходная с глицерином жидкость применяемая в производстве антифризов, синтетического волокна лавсана, взрывчатых веществ.
Гетерогенные реакции.
При гетерогенном катализе катализатор и реагирующие вещества находятся в разных фазах, чаще всего катализатором является твёрдое тело, а реагирующие вещества находятся в жидком или газообразном состоянии и реакция протекает на поверхности раздела двух фаз, то есть на поверхности катализатора. Поэтому гетерогенные каталитические процессы часто называют контактными, а твёрдые катализаторы – контактными веществами.
Классификации катализаторов
В основе классификации катализаторов лежит определенная совокупность свойств или характеристик. Классификация по типу веществ, степени дискретности и коллективности действия, по специфике электронного строения. Использование в химических реакциях.
Проекта рнп 1 №4139
Объект исследования– сложные молекулы, их агрегированные формы, кластеры и наноструктуры, находящиеся в гетерогенных условиях
по спецкурсу физика поверхности. Каталитические реакции на поверхности
Катализ (от греч katalisis – разрушение) – изменение скорости химической реакции в присутствии веществ (катализаторов), вступающих в промежуточное химическое взаимодействие с реагирующими веществами, но восстанавливающих после каждого цикла промежуточных взаимодействий свой химический состав
«Паритет»
Целью курсовой работы является изучение особенностей социологического исследования су и его роль в развитии фирмы
Каталитические методы
Каталитические методы очистки очистки газов основаны на гетерогенном катализе и служат для превращения примесей в безвредные или легко удаляемые из газа соединения. Процессы гетерогенного катализа протекают на поверхности твёрдых тел - катализаторов.
Методология истории
План Введение 1 Методы исторического исследования Список литературы Введение Методология исторической науки (истории) — специальная историческая дисциплина, которая определяет предмет и объект исторической науки, цель научного исторического познания, изучает научный и социальный статус исторической науки, её дисциплинарное строение, разрабатывает теорию исторического познания (включая общефилософские, гносеологические и эпистомологические основы, принципы, уровни, виды и методы исторического познания).
Метанол
История развития отечественного промышленного синтеза метанола. Способы получения метилового спирта. Синтетический способ получения метанола из окиси углерода и водорода.