Нанесенные катализаторы. Основные стадии приготовления нанесенных катализаторов. Пропиточные и сорбционные катализаторы. Нанесенные катализаторы. Особенности сушки нанесенных катализаторов. Приготовление катализаторов методом мех смешения. Основные стадии. Особенности, преимущества, недостатки

15. Нанесенные катализаторы. Основные стадии приготовления нанесенных катализаторов.

 Оценка каталитических свойств катализатора в отношении определенной реакции характеризуется следующими показателями.

1. Каталитическая активность, определяемая количеством веществ, реагирующих в единице объема катализатора в единицу времени при заданных условиях.

2. Селективность, характеризуемая отношением скорости образования требуемого продукта к общей скорости превращения исходного вещества при определенных составе реакционной смеси и температуре. 

3. Механическая прочность.

4. Гидродинамические характеристики, определяемые размером, формой и плотностью зерен катализатора.

5. Устойчивость (термическая, к действию ядов, к длительности работы). 

Для приготовления нанесенных катализаторов с заданной пористой структурой разработан новый класс пористых материалов  сибунит.

 Сибунит получают путем нанесения на поверхность технического углерода слоя пиролитического углерода. При этом образуется углерод-углеродный композит, объем и размер мезо- и макропор которого можно регулировать, варьируя размеры первичных глобул технического углерода, их взаимное расположение и соотношение технический углерод/пиролитический углерод. Активация углеродного композита паром и кислородом позволяет увеличить объем микропор и тонких мезопор без существенного изменения размеров крупных пор. Таким образом, создаются углеродные носители с заданными структурными и физико-химическими характеристиками.

Виды носителей:

ü  Природные (на пр-ве исп-ся природные глины: монтмориллонит Na_x[Al_4-xMg_xSi₈O₂₀OH₄], лапонит Na_x[Mg_6-xLi_xSi₈O₂₀(OH,F)₄], сапонит, бетониты и др.). Представляют собой смеси различных алюмосиликатов и продуктов их изоморфных замещений, песок, известняк, оксиды Fe, слюду и т.д.

ü  Синтетические (Оксид Al,              Диоксид кремния:

Ø  незначит собственная кат-я активность:

Ø  Высокая термостойкость, можно использовать в широком интервале т-р

Ø  Возможно в больших пределах изменять площадь поверхности и структуру

ü  Углеродные носители

«-» С гидрофобен; при сушке может быть фейерверк.

«сибунит» носитель.

Технический улерод—пиролиз УВ-àуглерод-углеродный композит—актиация—

16. Пропиточные и сорбционные катализаторы. Распределение активного компонента по зерну катализатора.

Способы нанесения

  I.  Осаждение (из раствора соль Ме на пов-ть под действием спец-но добавляемых осадителей осаждают предшественник акт компоненка в виде гидроокиси или карбоната)

  II.  Пропитка 3стадии:

ü  Контакт носителя с раствором акт компонента в течении определенного промежутка времени

ü  Сушка носителя для удаления остатка растворителя

ü  Активация катализвтора прокаливанием или др методом

Способы пропитки:

1-  В избытке раствора.

2-  С многократным нанесением раствора.

Все пропиточные катализаторы делятся на 4 типа:

ü  Однородные (уменьш скор р-ции- увел скор диф)

ü  Корковые (при увел ск р-ции-умен ск диф)

ü  Желтковые (умен скор –увел диф)

ü  Белковые для области внутренней диффузии)( увел ск –умен диф)

a-велич адсорбции ед-цей массы носителя; С-равновестная конц-я сое-й активн компонента в р-ре; V-суммарный объем пор носителя

Соотношение активного компонентаа в адсорбированном состоянии и растворенного в поровой жидкости  

При Р>>1 акт компонент находится в сорбированном состоянии , кат-р относится к типу «сорбционных»

При Р<<1 когда сорбция акт компонента оч мала, кат-р относится к типу «пропиточных»

Достоинства: пропит способа – простота и доступность исх-х в-в (гл образом нитраты или оксикарбонаты)

Недостатки:

·  Ограницение по конц-ии акт компонента

·  Высокая т-ра разложения исх-х комп-тов

При сушке в процессе приготовления возможно возникновения неравномерности акт комп.

Достоинства адсорбционных методов: высокая термостойкость частиц и высокая дисперсность частиц акт комп

Осн недостаток: возможность возникновения неравномерного распределения по комп-ту

17. Нанесенные катализаторы. Особенности сушки нанесенных катализаторов. Распределение активного компонента по зерну катализатора.

Стадии сушки

1.  Диффузионный перенос пара под действием градиента парциального давления паров над менисками разной кривизны

2.  Капиляр-е натекание из широких пор в узкие поры за счет разницы капиллярного давления

3.  Пленочный перенос ж-ти под действием градиента расклинивающего давления.

Стадия сушки может существенно влиять на распределение активного компонента в грануле катализатора – это зависит от типа катализатора. В наименьшей  степени режим стадии сушки сказывается на распределении в случае сорбционных катализаторов, у которых активный компонент связан с поверхностью носителя химически.