з 2, 4 або 6 одиниць);
каталітично активний центр - сукупність адсорбційних центрів, що відповідають геометрії атомів в молекулі;
максимальна швидкість реакції спостерігається при певних оптимальних енергіях зв'язку реагуючих атомів з поверхнею каталізатора.
Розглянемо реакцію дегідрування циклогексану до бензолу на платині:
З 6 Н 12 В® З 6 < span align = "justify"> Н 6 + Н 2 .
Сорбція молекули циклогексану відбувається В«плазомВ» на шести атомах платини.
Атоми платини, що лежать в проекції шестикутника, притягують до себе атоми вуглецю кільця, периферійні атоми - водень СН 2 - груп. У результаті активації зв'язків відбуваються їх розрив і перерозподіл електронної щільності і формування подвійних зв'язків в бензольному кільці і зв'язків Н-Н в молекулах водню. Такий каталіз здійснюється тільки, якщо відстань між атомами металу знаходиться в інтервалі 0,249-0,278 нм. В іншому випадку відсутня геометричне відповідність між кристалічною решіткою каталізатора і розподілом зв'язків у молекулі циклогексану (рис. 7).
Рис. 7. Молекули циклогексану ( а ) і бензолу ( б < span align = "justify">), сорбовані на мультиплеті платинового каталізатора
Рис. 8. Молекула циклогексану, сорбированная на мультиплеті оксидного каталізатора Cr 2 O 3
Якщо проводити дегидрирование циклогексану в присутності оксидних каталізаторів, зокрема Cr 2 O 3 , у складі продуктів крім бензолу присутні циклогексен і циклогексадієн. Це означає, що відбувається реберна орієнтація молекули циклогексану по відношенню до поверхні оксиду хрому і мультиплет складається з двох атомів (рис. 8).
Теорія активних ансамблів М.М. Кобозева
Цю теорія описує активність окремих атомів на інертному носії. Вона передбачає наступні моменти:
каталітично активна фаза - це атомарна (докрісталліческая) фаза, нанесена на поверхню носія;
активний центр - ансамбль з певного числа атомів каталізатора;
поверхню каталізатора являє собою сукупність замкнутих блоків, відокремлених один від одного енергетичними бар'єрами.
Теорія активних ансамблів припускає, що в кожен активний центр входить деяке число атомів. Кількість активних центрів у кожному блоці спочатку зростає в міру збільшення концентрації каталізатора на носії, але потім починає знижуватися за рахунок того, що в ансамбль починають потрапляти надлишкові атоми, і центр дезактивируется. У результаті спостерігається екстремальна залежність активності каталізатора від ступеня заповнення поверхні носія активною фазою (рис. 9). br/>
Рис. 9. Залежність швидкості реакції синтезу аміаку від ступеня заповнення поверхні носія активною фазою
На рис. 9 представлено зміна швидкості реакції (r) синтезу аміаку на залізному каталізаторі залежно від ступеня заповнення поверхні носія активною фазою каталізатора ( a ). Зі зміною характеристик окремого блоку пов'язано і вплив каталітичних отрут. Малі кількості сторонніх речовин, що потрапляють в блок, змінюють властивості ансамблю, причому може спостерігатися не тільки дезактивація, а й активація каталізатора. В останньому випадку слід говорити про явище промотування.
Теорія активної поверхні С.З. Рогинського
Теорія припускає такі основні моменти:
в ході каталітичного процесу фізичні неоднорідності (дефекти) поверхні поступово згладжуються, хімічні неоднорідності в елементному складі каталізатора на різних ділянках поверхні стійкі при каталізі;
введення нових компонентів (в т.ч. домішок) в складу каталізатора збільшує хімічну неоднорідність його поверхні;
абсолютно чисті речовини не можуть бути каталізаторами,...
