2. Объясните промотирование катализаторов. Некоторые типы промоторов. Структурное и электронное промотирование (на примере Fe-катализатора синтеза аммиака).
Наиболее часто используемый в производстве катализатор состоит из сложной смеси, по этой причине их называют контактной массой. Контактная масса содержит: катализатор (активная фаза), носитель и активатор (промотор).
Активатор или промоторы - это вещества, которые сами по себе не проявляют активности, увеличивая активность какого-то основного катализатора. Например, оксиды щелочных металлов повышают (повышают) активность катализаторов железа, ванадиевых катализаторов.
Промоторы – это вещества, которые повышают каталитическую активность, даже если они сами не являются катализаторами.
Промоторирование (или модификация) катализаторов – введение в катализатор микропримесей, приводящих к улучшению всех их важнейших свойств (активности, селективности, устойчивости) или хотя бы одного из них.
При введении в основной катализатор очень небольшого количества инородной примеси активность резко возрастает, либо, наоборот, уменьшается в несколько раз. Первый случай этого-промоторирование катализатора, а второй-отравление катализатора.
Механизм промоторирования твердых катализаторов различен. Соединения химически взаимодействуют с основным катализатором, образуя высоко каталитически активный продукт на поверхности. Они могут изменять условия взаимодействия реагента в местах соприкосновения промотора с основным компонентом. Кроме того, стабилизирует или увеличивает дисперсность пористых и кристаллических структур катализатора.
Например, введение 2-3% AI2O3 в катализатор синтеза аммиака обеспечивает образование постоянной геометрической структуры, которая не изменяется под действием среды длительной реакции.
Стабилизирует структуру поверхности при промоторе и противостоит синтезу металлических частиц. Так, возбуждение железного катализатора синтеза аммиака различными оксидами значительно увеличило его активность. Оксиды алюминия, оксид кальция и др. При наличии структурных промоторов не позволяют железу впитываться, увеличивая площадь его удельной поверхности (до 20 м2/г). Введение 23% оксида алюминия в катализатор синтеза аммиака позволяет создать устойчивую геометрическую структуру, которая в течение длительного времени не изменяется под действием реакционной среды. Кроме того, было обнаружено, что добавка 2 к катализатору через оксид алюминия увеличивает его активность, и в случае незрелого катализатора активность не изменяется.
Калий, изменяющий электронное состояние железа, приводит к ускорению железного катализатора синтеза аммиака, т. е. "электронного промотирования", ограниченной стадии процесса.
Достарыңызбен бөлісу: |