Referat.me
/ / Экспериментальные методы исследования гетерогенных катализаторов

Название: Экспериментальные методы исследования гетерогенных катализаторов

Вид работы: реферат

Рубрика: Химия

Размер файла: 757.08 Kb

Скачать файл: referat.me-369659.docx

Краткое описание работы: Свойства и экспериментальное исследование гетерогенных катализаторов. Интегральные, дифференциальные лабораторные реакторы, их характеристика. Изотопные методы в катализе. Термопрограммированные десорбция и реакция. Физические основы флеш-десорбции.

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.

Похожие работы

  • Прикладная химия

    Общие вопросы химической технологии. Равновесие в химико-технологическом процессе. Каталитические процессы и контактные аппараты. Синтез аммиака и производство азотной кислоты. Производство минеральных удобрений. Химическая переработка топлива.

  • Реакция катализа и промышленные катализаторы

    Содержание Роль катализа в промышленности и экологии. Определение катализа. Селективность. Общие представления о понятии "механизм химической реакции".

  • 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.

  • Краткая история развития катализа и теорий, объясняющих это явление

    Понятия катализа, катализатора и каталитического процесса, их различные определения. Механизмы ускорения реакций катализаторами. Химический (небиологический) катализ. Синтез диэтилового эфира из спирта при участии серной кислоты. Теории катализа.

  • 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.

  • Химическая кинетика

    Основные понятия и законы химической кинетики. Кинетическая классификация простых гомогенных химических реакций. Способы определения порядка реакции. Влияние температуры на скорость химических реакций. Сущность процесса катализа, сферы его использования.

  • Состав, структура и синтез ионообменных смол

    Ионообменные смолы и их применение в цветной металлургии. Их структура и синтез. Приготовление растворов K2Cr2O7 и определение их концентрации. Подготовка смолы АВ-16гс к работе. Динамическая характеристика ионита марки "АВ16-гс" по бихромат-ионам.

  • Влияние температуры на скорость химической реакции

    Правило Вант-Гоффа. Уравнение Аррениуса и его применение. Теория активных столкновений реагирующих молекул. Основы теории переходного состояния. Кинетика гетерогенных реакций. Особенности гетерогенных процессов. Гомогенный и гетерогенный катализ.

  • Активность. Порядок реакций

    Связи между активностями компонентов в растворе. Уравнение Дюгема-Маргулиса. Методы определения активности и порядка химической реакции. Необратимые реакции первого, второго и третьего порядков. Уравнение стандартного состояния для растворённого вещества.

  • 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.