Động học xúc tác - Chương 6

Xúc tác - Hấp phụCÁC KHÁI NIỆM CHUNG Xúc tác đóng vai trò quan trọng: có tới khoảng ~ 60% các quá trình công nghệ hoá học, 90% sản phẩm công nghiệp hoá học có sử dụng xúc tác,
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Động học xúc tác - Chương 6 Ch−¬ng 6. Xóc t¸c − HÊp phôCÁC KHÁI NIỆM CHUNGXóc t¸c ®ãng vai trß quan träng: cã tíi kho¶ng ~ 60% c¸c qu¸ tr×nh c«ng nghÖ ho¸häc, 90% s¶n phÈm c«ng nghiÖp ho¸ häc cã sö dông xóc t¸c, thÞ tr−êng xóc t¸chiÖn nay ®−îc ®¸nh gi¸ lµ vµo kho¶ng 12 tû US$/n¨m.Những năm gần đây trước viễn cảnh nguồn dầu mỏ cạn kiệt, môi trường bị suythoái nghiêm trọng thì xúc tác là niềm hy vọng trong việc sản xuất những nguồnnăng lượng mới, vật liệu mới, các quá trình sản xuất sạch hơn, ít thải hơn mà đỉnhcao là hoá học xanh, xúc tác đồng thời cũng đã và sẽ là vũ khí hữu hiệu trong côngcuộc bảo vệ môi trường.GS. W.A. Herrmann (TUM) đã viết: A few years ago, the Board of ChemicalSciences and Technology” reported to the President of the USA that catalysis hasthe significance of a national, key technology: “Our current position of worldleadership can be attributed to our strength in the field of chemical catalysis.” It isestimated that 20% of the gross national product of the USA “is generated throughthe use of catalytic processes that assist in satisfying such diverse societal needs asfood production, energy conservation, defense technologies, environmentprotection, and health care. On the horizon, the extensive use of catalysis will tapnew energy sources… Chemical catalysis will figure strongly in the health of ourchemical industry… Organometallic catalysis will continue as a large activebranch of chemistry involving synthesis” [Opportunities in Chemistry,American Academy of Sciences, Washington 1988]. Xúc tác cơ bản và Xúc tác ứng dụng Chúng ta đã biết được bao nhiêu? Khối lượng sản phẩm hoá học Khối lượng kiến thức p hợ ổng niac To am học học ộng g oá ụât học đ H th iệt ằn oa ặ t ĩ Nh ân b Kh m + K ính C bề t http://www.ebook.edu.vnTừ khi được phát minh khái niệm xúc tác đến nay, xúc tác đã và đang đóng vai tròquan trong, nhiều khi mang tính quyết định trong sự phát triển văn minh nhân loại.Ví dụ, sự phát minh xúc tác tổng hợp amôniắc biến công nghiệp hoá chất thành bạnđồng hành không thể thiếu cho nông nghiệp, đảm bảo cái ăn cho 6 tỷ cư dân tráiđất, ứng dụng xúc tác zeolit biến hoá dầu thành một thế lực kinh tế hùng mạnh.Mặc dù vậy, như hình trên sự phát triển của kiến thức trong khoa học xúc tác cònxa mới theo kịp sự phát triển của sản xuất. Có thể nói xúc tác, nhất là xúc tác dị thể,là một trong những đối tượng khó nghiên cứu nhất trong hoá học: hiểu xúc tác đòihỏi rất nhiều kiến thức, từ kiến thức chế tạo vật liệu, đặc trưng vật liệu tới hiểu biếtvề cơ chế phân tử của các phản ứng bề mặt.Năm 1836 Berzelius ghi nhận rằng có một số chất tăng vận tốc nhưng bản thânchúng không đổi sau phản ứng. Ông cho rằng các chất này làm dãn các liên kếttrong các chất phản ứng, bằng cách đó làm các phân tử chất phản ứng dễ phản ứnghơn và kết quả là tăng tốc độ phản ứng. Sự gia tăng tốc phản ứng được gọi là hiệntượng xúc tác hay catalysis (bắt nguồn từ tiếng Hy Lạp: Kata = hoàn toàn, lein = bịdãn) và chất gây ra là xúc tác-catalyst. Cũng có trường hợp chất cho thêm làmchậm phản ứng, trước kia người ta gọi là xúc tác âm, tuy nhiên khái niệm này hiệnnay hầu như không dùng và được quy cho hiện tượng ức chế. Nói chung xúc tácđược coi là “chất tham gia một cách tuần hoàn vào phản ứng, làm tăng tốc độphản ứng nhưng bản thân không thay đổi về mặt hoá học”.Về mặt vật lí, xét về khía cạnh phân bố theo pha, xúc tác được chia làm hai nhómchính là xúc tác dị thể và đồng thể. Phân Phân loại xúc ...