Электронно-микроскопическая фотография поверхности активированного угля

Даже на поверхности монокристаллов металлов существуют площадки, выступы, ступеньки и трещины. Это сказывается на геометрии окружения различных атомов и, естественно, на их реакционной способности.

2. В случае металлического катализатора атом металла (или группа атомов) на поверхности реагирует как локальный активный центр с молекулой реагента, однако этот атом окружен другими атомами (как лигандами), которые меняют свойства реагирующего атома. Так же влияют атомы кислорода на свойства металла в оксиде.

3. В решетке оксида металла присутствуют различные дефекты, примеси, что приводит к появлению небольшого количества ионов металла в более низких или в более высоких степенях окисления (в объеме и на поверхности). Например, в оксиде хрома (Cr₂O₃) могут присутствовать ионы Cr²⁺ (лишние электроны) и ионы Cr^4+, Cr⁵⁺, Cr⁶⁺ (электронные вакансии).

4. Свойства поверхностных соединений (двухмерный адсорбционный слой) отличаются от свойств тех же соединений, образующих обычную (трехмерную) фазу.

5. Объемная фаза твердого тела в ряде случаев также участвует в каталитическом акте. Происходит диффузия атомов из решетки к поверхности (Н, О), а также возможен перенос электронов через объемную фазу от одного центра поверхности к другому.

6. Роль локальных свойств активного центра и роль коллективных свойств твердого тела определяется типом катализатора и механизмом реакции.

7. В случае смешанных оксидов металлов или сплавов металлов концентрации компонентов в объеме и на поверхности различаются: поверхностный монослой атомов может заметно обогащаться одним из элементов (металлов).

Процессы каталитического окисления двух классов (глубокое) окисление (мягкое) окисление

Окисление органических молекул до конечных, термодинамически устойчивых продуктов – CO₂ и H₂O. В органических соединениях разрываются все связи С-Н и С-С

СxHy + O₂ → CO₂ + H₂O

Парциальное (мягкое) окисление. В реакциях парциального окислении происходит превращение органических молекул до продуктов промежуточного окисления (спиртов, альдегидов, кетонов, кислот)

Катализаторы окисления

1. Оксиды переходных металлов, в которых кислород легко входит в структуру и легко извлекается из нее. Большинство промышленных катализаторов – смешанные оксиды, содержащие два или более катионов.

2. Металлы, на поверхности которых хемосорбирован кислород. Например – серебряный катализатор окисления этилена в этиленоксид, Pt сетка, используемая для окисления аммиака в оксид азота

3. Оксиды металлов, на поверхности которых активным является хемосорбированный кислород (в виде молекул или атомов).

Катализаторы окисления

Переходные металлы (основная часть): Оксиды переходных металлов: Cr₂O₃, Fe₂O₃, CoO, и. т.д.

Металлы: Pt, Pd

Непереходные элементы

Оксиды, способные изменять степень окисления: ZnO, CdO,

Металлы: Ag [3]

Список использованной литературы:

1.Крылов О.В. Гетерогенный катализ: Учебное пособие для ВУЗов-М.: ИКЦ «Академкнига», 2004. – 679 с.

2. https://e-science.ru

3. https://asymmetry.narod.ru/lect5.pdf