ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Структура кристаллов и катализ из "Физико-химическая кристаллография " Выдвигались различные гипотезы и теории, чтобы объяснить каталитическое действие определенных веществ. Одной из самых значительных является теория Тейлора. По ней предполагается, что за действие катализатора ответственны активные центры на его поверхности, причем активными центрами на поверхности катализатора, имеющей энергетически неоднородное строение, могут быть атомы в выдвинутых положениях, которые особенно благоприятны для присоединения адатомов (см. гл. 13). По мнению Эйкена, наряду с адсорбцией на дефектах (адсорбция на участках поверхности кристалла с повыщенной энергией) следует учитывать и адсорбцию на грани (адсорбцию всей поверхностью адсорбента). Такое представление подтверждается уменьщением энтальпии адсорбции с увеличением степени покрытия (см. 14.4). [c.373] Гипотеза Тейлора не является бесспорной, так как она, хотя и объясняет некоторые принципиальные явления, однако многие вопросы остаются без ответа. Решающим аргументом против этих представлений является тот факт, что многие вещества можно перевести в активную форму с образованием поверхности, построенной энергетически весьма неоднородно. Однако такие вещества не обладают каталитическим действием. Следующим возражением против гипотезы Тейлора являются некоторые результаты, полученные на гранях монокристаллов. [c.374] В настоящее время обозначились две тенденции в анализе гетерогенного катализа каталитическое действие связывается или с электронными, или со структурными факторами (стерические влияния). Факторы обеих групп нельзя резко отделить друг от друга, так как структура решетки и состояние электронов не являются соверщенно независимыми друг от друга. [c.374] Представления о том, что каталитическое воздействие на реакции связано с электронными процессами, основано на анализе переходов электронов между атомами и поверхностными атомами катализатора. Такие переходы определяются в основном потенциалами выхода электронов (см. 14.4.1) и влияют на стабильность адсорбционных комплексов. Эта точка зрения была подробно разработана член-корр. АН СССР С. 3. Рогинским. [c.374] К структурно-геометрическим факторам относятся двухмерные структурные соотнощения па поверхности катализаторов, а также соответствие расстояний между кристаллическими гранями в определенных направлениях и межатомными расстояниями в молекулах газов, участвующих в реакциях. Для исследования влияния этих факторов нужны каталитические реакции на возможно более атомно-гладких гранях монокристалла. [c.374] Сравнение каталитической активности монокристаллов различной ориентации и поликристаллов при разложении паров муравьиной кислоты показывает, что грани (111) обладают наибольшей активностью при этом активность грани (111) может быть вдвое выше, чем у грани (100). Различная активность граней наблюдалась также при каталитическом разложении аммиака, причем для ориентации (111) активность была наибольшей. [c.375] С учетом результатов исследования каталитических реакций на монокристаллах можно сделать вывод о том, что активными центрами поверхности являются не только сильно нарушенные участки решетки, где действуют высокие напряжения (по Тэйлору). Такими центрами могут быть и поверхностные зоны с высоким совершенством решетки. Каталитическая активность граней монокристалла во многих случаях выше, чем у поликристаллического материала. [c.376] Исследования каталитического процесса и структуры поверхности катализатора в стационарном состоянии, когда участники реакции и продукты реакции появляются на поверхности и снова ее покидают, с помощью дифракции медленных электронов показали, что важнейшим фактором, который определяет каталитическую активность, является прочность сцепления адсорбированных частиц иа поверхности она прямо зависит от процесса перестройки. Если один из участников реакции связан слишком прочно, реакция является самоотравля-ющейся. Если адсорбция происходит недостаточно быстро, то скорость становится слишком низкой. Поэтому прежде чем начинать исследование реакции смеси газов, необходимо выяснить полностью поведение отдельных участников реакции. [c.377] Вернуться к основной статье