عنوان : واکنش های کاتالیزوری کلمات کلیدی:مکانیسم، واکنشهای کاتالیزوری، کاتالیست، Catalyst، Reaction |
مکانیسم واکنشهای کاتالیزوری جامد
فرضیات اساسی که برای بیان مکانیسم واکنشهای کاتالیستی جامد بیان می شود
عبارتند از :
1- نفوذ ترکیب شونده ها از توده سیال به سطح کاتالیست و داخل حفره ها
2- جذب ترکیب شونده ها بر روی سطوح فعال
3- واکنش ترکیب شونده ها با هم روی سطح برای تشکیل محصولات
4- دفع محصولات از سطح کاتالیست
5- نفوذ محصولات از نزدیک سطح به توده سیال
فاکتورهای مؤثر بر واکنشهای کاتالیستی
هر یک از پنج فرض ذکر شده در قبل تأثیرپذیر از یکی یا بیشتر از عوامل ذیل هستند:
1- فاکتورهای دینامیک سیال (مثل سرعت جرمی)
2- خواص کاتالیست، نظیر اندازه ذرات، تخلخل، اندازه حفره ها و مشخصات سطح
3- مشخصات نفوذی ترکیب شونده ها و محصولات
4- انرژی اکتیواسیون لازم به منظور جذب یا دفع (ترکیب شونده ها و محصولات)
5- انرژی اکتیواسیون واکنش انجام شده روی سطح
6- فاکتورهای حرارتی، نظیر دما و خواص ترموفیزیکی
مثالهایی از واکنشهای کاتالیزوری متداول در صنعت در جدول زیر نشان داده شده است.
Catalyst | Reaction |
Metals (e.g., Ni, Pd, Pt, as powders Or on supports) or metal oxides (e.g., Cu, Ni, Pt) |
C= C bond hydrogenation, e.g., olefin + H2 → parafin |
Metals (e.g., Cu, Ni, Pt) |
C= O bond hydrogenation, e.g., acetone+H2 → isopropanol |
Metal (e.g., Pd, Pt) |
Complete oxidation of Hydrocarbons, Oxidation of CO |
Fe (supported and promoted with Alkali metals) |
3 H2 + N2 → 2 NH3 |
Ni |
CO + 3 H2 → CH4 + H2O |
Fe or Co (supported and promoted With alkali metals) |
CO+H2 → parafins + olefins +H2O + CO2 (+ other oxygen-containing compounds) |
Cu (supported on ZnO, with other Components e.g., Ai2O3) |
CO + 2H2 → CH3OH |
Re + Pt (supported on a-Al2O3 or b-Al2O3 promoted with chloride) |
Paraffin dehydrogenation,isomerization and |
Solid acids (e.g., SiO2, Al2O3, zeolites) |
Parafin cracking and isomerization |
b-Al2O3 |
Alcohol → olefin + H2O |
Metal-oxide supported complexes of Cr, Ti or Zr |
Olefin polymerization, e.g., ethylene → polyethylene |
Pd supported on acidic zeolite |
Paraffin hydrocracking |
Metal-oxide supported complexes of W or Re |
Olefin metathesis, e.g., propylene → ethylene + butane |
Ag (on inert supported, promoted by Alkali metals) |
Ethylene + 1/2O2 → ethylene Oxide (with CO2 + H2O) |
V2O5 or Pt |
2SO2 + O2 → 2 SO3 |
( V2O5 (on metal oxide support |
Naphtalene + 9/2 O2 → Phthalic anhydride + 2CO2 + 2H2O |
Bismuth molybdate |
Propylene + 1/2 O2 → acrolein |
Mixed oxides of Fe and Mo |
CH3OH + O2 → formaldehyde |
Fe3O4 or metal sulfides |
H2O + CO → H2 + CO |