Đang tải... (xem toàn văn)
Giáo trình này trình bày những kiến thức cơ bản của lĩnh vực xúc tác dị thể.
Û ỨPHAN ƯNG XÚCTÁCDỊTHỂXUC TAC DỊ THETrầnMai Phương – ĐHBK.HCM Ưu điểmcủaxúctácdòthểƯu điểmcủaxúctácdòthểƯu điem cua xuc tac dò thu điem cua xuc tac dò theyDễ tách chất phản ứng và sản phẩm khỏi chất xúc tácyTính chọn lọc caoTrầnMai Phương – ĐHBK.HCM Ví dụ: xúc tác Ví dụ: xúc tác FeFe33OO44cho phản ứngcho phản ứngCOCO HH OO ỈỈ COCO HHCOCO + + HH22OO ỈỈ COCO22+ H+ H22Gi i đ I Khử F3O4bè COyGiai đoạn I: Khử Fe3O4 bằng CO4CO + Fe3O4 Ỉ 3Fe + 4CO2yGiai đoạn II: Tác dụng với hơi nước, tái sinh ïïg ,lại xúc tácH2O +3Fe Ỉ Fe3O4 +4H2TrầnMai Phương – ĐHBK.HCMH2O + 3Fe Ỉ Fe3O4 + 4H2 NHỮNG ĐẶC TRƯNG CƠ BẢN CỦA QUÁ NHỮNG ĐẶC TRƯNG CƠ BẢN CỦA QUÁ TRÌNH XÚCTÁCDỊTHỂTRÌNH XÚCTÁCDỊTHỂTRÌNH XUC TAC DỊ THETRÌNH XUC TAC DỊ THETính chất nhiều giai đoạn1Kh á ht ù h å t ùgï1.Khuech tan chuyen tac chất tới bề mặt2Hấp phu hoat hóa2.Hap phụ hoạt hoa3.Phản ứng trên bề mặt4Giảihấpthusản phẩm4.Giai hap thụ san pham.5.Khuếch tán chuyển sản phẩm ra khỏibề mặtTrầnMai Phương – ĐHBK.HCMpham ra khoi be mặt NHỮNG ĐẶC TRƯNG CƠ BẢN CỦA QUÁ TRÌNH XÚC TÁC DỊ THỂNHỮNG ĐẶC TRƯNG CƠ BẢN CỦA QUÁ TRÌNH XÚC TÁC DỊ THỂTính chất nhiều giai đoanTính chất nhiều giai đoanTính chat nhieu giai đoạnTính chat nhieu giai đoạn1.Khuếch tánhå ùháđábàëùù( øiø û)yKhuếch tán ngoài: xảy ra ngoài mao quảncủachuyển tác chất đến bề mặt xúc tác (ngoài và trong mao quản): yKhuech tan ngoai: xay ra ngoai mao quan cua hạt xúc tác: Dht= D + DkhááxDht: hệ số khuếch tán hoạt tính xD: hệ số khuếch tán thường (khuếch tán hâ û)phân tử) xDkh: hệ số khuếch tán chảy rối (hệ số khuấy tä)TrầnMai Phương – ĐHBK.HCMtrộn) NHỮNG ĐẶC TRƯNG CƠ BẢN CỦA QUÁ TRÌNH XÚC TÁC DỊ THỂTính chất nhiều giai đoạnágyKhuếch tán trong: xảy ra trong mao quản của hạt xúc tác, phụ thuộc:thuộc:xkích thước lỗ xốp kí h thướ h â tử h átxkích thước phân tử chất khuếch tán.hệ số khuếch tán D = k.exp(–E/RT), trong đó năng lượng E không ươt q á 4 8KJ/mol<<năng lương phảnứngTrầnMai Phương – ĐHBK.HCMkhong vượt qua 4–8 KJ/mol << nang lượng phan ưng NHỮNG ĐẶC TRƯNG CƠ BẢN CỦA QUÁ TRÌNH XÚC TÁC DỊ THỂTính chất nhiều giai đoạn2. Hấp phụ hoạt hóa: tao ra liênkết(hóahoc)trênbề mặt xúctácg◦ Quá trình tỏa nhiệttạo ra lien ket (hoa học) tren be mặt xuc tac.◦ Hợp chất trung gian (phức chất hoạt động) có khả năng phản ứng cao Ỉûûàphản ứng ở bề mặt phân chia pha diễn ra nhanh ở nhiệt độ không cao (so với không xúctác)(so vơi khong xuc tac).VD: xúc tác Pt, Pd, Ni… dễ dàng hấp phu TrầnMai Phương – ĐHBK.HCM, , gppïhydro tạo chất trung gian Pt – H Ni – H Pd – H NHỮNG ĐẶC TRƯNG CƠ BẢN CỦA QUÁ TRÌNH XÚC TÁC DỊ THỂTính chất nhiều giai đoạn3. Phản ứng trên bề mặtLi â k á ù h ù â ûgLiên kết các nhóm nguyên tửytạo ra phức chất hoạt động giữa h áthû ứchat phan ưng -xúc tác Ỉ sản phẩm - xúctácpham xuc tacTrầnMai Phương – ĐHBK.HCMA carboxylic acid on the surface of TiO2 NHỮNG ĐẶC TRƯNG CƠ BẢN CỦA QUÁ TRÌNH XÚC TÁC DỊ THỂTính chất nhiều giai đoạn3. Giải hấp thụ sản phẩm.gTrầnMai Phương – ĐHBK.HCM NHỮNG ĐẶC TRƯNG CƠ BẢN CỦA QUÁ TRÌNH XÚC TÁC DỊ THỂTính chất nhiều giai đoạn5Khuếch tán chuyểnsản phẩmrakhỏig5. Khuech tan chuyen san pham ra khoi bề mặt (trong và ngoài mao quản)TrầnMai Phương – ĐHBK.HCM [...]... maët Û ỨPHAN ƯNG XÚCTÁCDỊTHỂXUC TAC DỊ THE TrầnMai Phương – ĐHBK.HCM E dị thể, biểu kiến : E Arrhenius Δ # E dị thể, bkiến = E đồng thể, oxt – ΔH # hphuï TrầnMai Phương – ĐHBK.HCM NHỮNG ĐẶC TRƯNG CƠ BẢN CỦA QUÁ TRÌNH XÚC TÁC DỊ THỂNHỮNG ĐẶC TRƯNG CƠ BẢN CỦA QUÁ TRÌNH XÚC TÁC DỊ THỂ Tính chất nhiều giai đoanTính chất nhiều giai đoanTính chat nhieu giai đoạnTính chat nhieu giai đoạn 1. Khuếch tán hå ùháđábàëùù(... CỦA QUÁ TRÌNH XÚC TÁC DỊ THỂ Tính chất nhiều giai đoạn 3. Giải hấp thụ sản phaåm. g TrầnMai Phương – ĐHBK.HCM NHỮNG ĐẶC TRƯNG CƠ BẢN CỦA QUÁ NHỮNG ĐẶC TRƯNG CƠ BẢN CỦA QUÁ TRÌNH XÚCTÁCDỊTHỂTRÌNH XÚCTÁCDỊTHỂTRÌNH XUC TAC DỊ THETRÌNH XUC TAC DỊ THE Tính chất nhiều giai đoạn 1 Kh á ht ù h å t ù gï 1. Khuech tan chuyen tac chaát tới bề mặt 2 Hấp phu hoat hóa 2. Hap phụ hoạt hoa 3. Phản ứng trên bề mặt 4 Giảihấpthusản... mao quảncủa chuyển tác chất đến bề mặt xúc tác (ngoài và trong mao quaûn): y Khuech tan ngoai: xay ra ngoai mao quan cua hạt xúc tác: D ht = D + D kh ááxD ht : hệ số khuếch tán hoạt tính xD: hệ số khuếch tán thường (khuếch tán hâ û)phân tử) xD kh : hệ số khuếch tán chảy rối (hệ số khuấy tä) TrầnMai Phương – ĐHBK.HCM trộn) Năng lượng trong phản ứng đồng thể và xúc tác dị thể E hấp phụ TrầnMai . phản ứng xúc tác dò thểcủa phản ứng xúc tác dò thể tùkhâ â ùtìhhùh (ΔG)yxúc tác không gây ra quá trình hóa học (ΔG) yXúc tác làm thay đổi tốc độ phản ứng: k. chất phản ứng và sản phẩm khỏi chất xúc tácyTính chọn lọc caoTrầnMai Phương – ĐHBK.HCM Ví dụ: xúc tác Ví dụ: xúc tác FeFe33OO44cho phản ứngcho phản ứngCOCO