Как известно, каталитическое ускорение реакции происходит либо благодаря образованию активных промежуточных комплексов, либо появлению под действием катализатора активных форм одного или нескольких компонентов в реакционной смеси. В реакциях с участием водорода активным компонентом может стать атом водорода. Например, в ряду окислов переходных металлов увеличение константы скорости дейтеро- водородного обмена связано с прочностью адсорбционного комплекса водорода с поверхностью окисла, т.е с перераспределением электронной плотности на атоме водорода. Последнее облегчает взаимодействие водорода с другими компонентами реакции. В результате взаимодействия водорода с катализатором образуются как положительно заряженные ионы или радикалы, так и отрицательные. И те и другие ускоряют реакции оргсинтеза. Логично также предположить, что эти процессы изменяют свойства среды, где они происходят, в частности, электропроводность самого катализатора. В нашей работе была проведена серия экспериментов, в которых подтвердилось влияние эффекта взаимодействия водорода с катализатором на его электропроводность, что позволило разработать методику исследования каталитической активности, основанную на измерениях обратной величины - электрического сопротивления образцов каталитических композиций.
Эксперименты проводились с использованием материалов, исключающих влияние посторонних взаимодействий в системе. Катализаторы помещались в трубку из диоксида циркония. Положение трубки обеспечивало самопроизвольное удаление продуктов реакции ( воды и др. ) из реакционной зоны. Температура изменялась в пределах, соответствующих режиму проведения реакций гидрирования-дегидрирования углеводородов. Контакт водорода с катализатором осуществлялся при атмосферном давлении и скорости пропускания газа 1,5-2 литра в час. Эксперименты продолжались до установления постоянных значений электросопротивления.
В качестве объектов исследования были использованы:
а) катализатор НТК-1(к), содержащий, масс % : 12CuO, 23Cr2O3, 50 ZnO и 7Σ(Al2O3 + MnO2 + MgO); с размерами гранул 3-6 мм и насыпной плотностью 1,6 см3/г;
б) катализатор ЭЦ-1, содержащий, масс% : 1,0 MgO, 2CoO, 10MoO3, ZrO2 - основа; с размером гранул 0,3 - 3 мм и насыпной плотностью 1,5 см3/г.
Установлено, что при пропускании водорода изменение электропроводности составило: для катализатора НТК-1(к) - в 1,6 раза; а для ЭЦ-1 - в 12,1 раза.
Результаты сравнительных испытаний этих катализаторов позволяют сделать прогноз о высокой каталитической активности оксидного катализатора ЭЦ-1 в реакциях с участием водорода, т.е. в реакциях гидрирования и/или дегидрирования углеводородов.
Библиографическая ссылка
Зеленин В.И, Кудрявский Ю.П., Онорин С.А. ИССЛЕДОВАНИЕ КАТАЛИТИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ ОКСИДНЫХ КАТАЛИЗАТОРОВ // Успехи современного естествознания. – 2004. – № 8. – С. 121-121;URL: https://natural-sciences.ru/ru/article/view?id=13328 (дата обращения: 16.04.2024).