Гетерогенный катализ: Физико-химические основы.—Л.: Химия, 1985.— 224 с., ил.
Изложены теоретические основы комплекса проблем, возникающих при разработке гетерогенно-каталитических процессов. Рассмотрены вопросы подбора и производства катализаторов, методы исследования каталитических реакций и физико-химических свойств катализаторов. Приведены математические методы планирования кинетических экспериментов и обработки экспериментальных данных.
Рассчитана на научных и инженерно-технических работников, занимающихся синтезом и исследованием катализаторов, разработкой и реализацией гетерогенно-каталитических процессов. Будет полезна преподавателям, аспирантам и студентам вузов.
Библиогр. 128 назв. Ил. 71. Табл. 3.
Рецензенты: докт. хим. наук О. В. Крылов, докт. техн. наук И. П. Мухленое
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие.........................5
Глава I. Механизмы каталитических реакций............6
. 1. Общие сведения ..................... &
. 2. Твердые тела и их поверхности................ 9
.3. Адсорбция........................ 18
. 4. Катализ металлами.................... 24
. 5. Катализ на полупроводниках................ 30
. 6. Механизм промежуточного взаимодействия и поверхностное комплексо-
образование......................... 34
I. 7. Кислотно-основной катализ на твердой поверхности........ 37
1.8. Сложные катализаторы и каталитические системы........ 40
I. 9. Особенности процессов в жидкой фазе............. 43
Глава П. Кинетика гетерогенно-каталитических реакций.......,45
II. 1. Общие сведения.....................45
II. 2. Кинетика реакций на однородных поверхностях (лэнгмюровская кинетика) ...........................48
П. 3. Теория сложных реакций и метод стационарных концентраций ... 50 II. 4. Нелэнгмюровская кинетика.................53
II. 5. Кинетика реакций в жидкой фазе.............. 56
Глава III. Макрокинетика гетерогенно-каталитических реакций.....57
III. 1. Общие сведения..................... 57
III. 2. Основные закономерности массотеплопереноса......... 58
III. 3. Основные уравнения макрокинетики............. 65
III. 4. Внутридиффузионный режим................ 68
III. 5. Внешнедиффузионный режим................ 73
III. 6. Влияние диффузионного торможения на селективность химических
реакций........................... 78
III. 7. Трехфазные системы...................84
Глава IV. Взаимодействие катализатора и реакционной среды. Сопутствующие процессы.....................89
IV. 1. Общие сведения..................... 89
IV. 2. Влияние реакционной среды на формирование катализатора .... 89
IV. 3. Закоксовывание и регенерация катализаторов......... 91
IV. 4. Отравление катализаторов................. 96
IV. 5. Старение и дезактивация катализаторов............100
Глава V. Методы построения кинетических моделей каталитических реакций 103
V. 1. Общие сведения.....................103
V. 2. Основные принципы построения кинетических моделей......103
V. 3. Построение кинетических моделей стационарных реакций.....106
V. 4. Применение графов для построения кинетических моделей.....117
V. 5. Моделирование нестационарных процессов...........123
V. 6. Моделирование кинетики превращения смесей непрерывного состава 126
Глава VI. Теоретико-расчетные методы подбора состава катализаторов . .129
VI. 1. Методы квантовой химии в гетерогенном катализе......130
VI. 2. Корреляционные методы в гетерогенном катализе........144
VI. 3. Математико-статистические методы прогнозирования катализаторов 147
Глава VII. Определение оптимальной структуры катализатора.....'58
VII. 1. Общие сведения..................... 158
V II.2. Взаимосвязь между пористой структурой и производительностью катализатора ......................... 159
VII. 3. Моделирование пористой структуры катализаторов....... 161
VII. 4. Расчет эффективных коэффициентов диффузии......... 163
VII. 5. Исследование взаимосвязи между пористой структурой, производительностью и селективностью катализаторов ............ 166
Глава VIII. Физико-химические основы технологических операций в производстве катализаторов ................. I72.
VIII. I. Общие закономерности..................172
VIII. 2. Осаждение .................... . ! 174
VIII. 3. Пропитка и сушка...................178
VIII. 4. Процессы термического разложения и восстановления водородом 180 VIII. 5. Выщелачивание ....................184
VIII. 6. Формование катализаторов................185
Глава IX. Экспериментальные методы исследования кинетики каталитических
реакций.......................187
IX. 1. Постановка задачи...................18/
IX. 2. Интегральные методы для газофазных реакций........188
IX. 3. Безградиентные реакторы и установки для газофазных реакций . . 190
IX. 4. Реактор с единичным зерном................193
IX. б. Реактор Ройтера.................'. . . 194
IX. 6. Импульсные реакторы..............! ! . . 194
IX. 7. Реакторы с виброкипящим слоем . . .........'. . 195
IX. 8. Реакторы для жидкофазных и газожидкофазных реакций . . .196
IX. 9. Некоторые специальные реакторы..............200
IX. 10. Измерение эффективных коэффициентов диффузии в катализаторах' 201
IX. 11. Основы постановки и математической обработки кинетического эксперимента..........................203
Глава X. Физические методы исследования катализаторов.......207
X. 1. Исследование объемных свойств и текстуры катализаторов .... 207 X. 2. Исследование структуры и состава поверхности катализаторов . . . 216
Литература ................,........222
ПРЕДИСЛОВИЕ
В предлагаемой читателю книге сделана попытка совместного рассмотрения явлений различной природы, имеющих место при протекании реальных каталитических процессов или непосредственно связанных с их осуществлением. Они относятся к объектам, изучаемым в кинетике органических, неорганических и топохими-ческих реакций, в теории массо- и теплообмена, в квантовой химии. Авторам представляется, что именно такое совместное рассмотрение дает наилучшее представление о гетерогенном катализе и его практической реализации. Авторы также считают, что изложение экспериментальных и математических методов в исследовании гетерогенных катализаторов является необходимым в книге, посвященной основам гетерогенного катализа.
Ограниченный объем книги неизбежно привел к конспективному изложению ряда вопросов. По этой же причине авторы вынуждены были отказаться от цитирования первоисточников и ограничиться ссылками на монографии и важнейшие обзоры. Естественно, что на полноте и трактовке излагаемого материала сказался личный опыт и интересы авторов.
Разделы 1.1 и 1.5—I. 9, главы II, IV, VIII, IX (кроме раздела IX. 10), а также разделы V. 6 и VI. 2 написаны И. И. Иоффе, главы III, V, VII и раздел IX. 10 —В. А. Решетовым, разделы 1.2, 1.4, VI. 1, VI.3 и глава X — А. М. Добротворским, раздел 1.3 — совместно И. И. Иоффе и А. М. Добротворским. Общая редакция выполнена И. И. Иоффе.
Авторы благодарят рецензентов докт. хим. наук О. В. Крылова и докт. техн. наук И. П. Мухленова за ценные замечания по рукописи книги.
И. И. Иоффе
В. А. Решетов
А. М. Добротеорский
Цена: 150руб.
