химический каталог




Технология катализаторов

Автор И.П.Мухленов, Е.И.Добкина, В.И.Дерюжкина

процесс образования твердой фазы в результате химической реакции при сливании растворов исходных компонентов. Переход растворенного вещества в осадок — совокупность двух процессов: образования зародышей твердой фазы и роста кристаллов [24, 103] или укрупнения гёлеобразных частиц при одновременном их осаждении. Каталитически активными формами являются термодинамически неустойчивые состояния вещества, процесс образования которых следует проводить в условиях, далеких от равновесия. Кристаллизация ускоряется при понижении температуры.

Число зародышей (центров кристаллизации) п связано со степенью пересыщения С/Ср соотношением:

n = i4(C/Cp-l). (3.2)

Здесь А — коэффициент пропорциональности; С — концентрация раствора.

Чем больше пересыщение С/Ср, тем больше образуется центров кристаллизации и тем более мелкий и активный получается осадок [103]. Для увеличения числа зародышей кристаллизации следует использовать концентрированные исходные растворы. Повышение температуры и рН среды, а также увеличение ионной силы раствора способствуют уменьшению л.

Скорость образования зародышей зависит также от механического воздействия на раствор. Перемешивание вносит, по-видимому, ту энергию, которая необходима для начала процесса кристаллизации. Благоприятствуют образованию зародышей воздействие электрического, магнитного полей, ионизированное излучение, внесение в зону зародышеобразования кристаллитов данного вещества или посторонних включений.

В технологии важны скорости осаждения и фильтрования, влажность осадка, зависящая главным образом от размера частиц, удельной поверхности и плотности, а также от степени гидратации (сольватации) и набухания частиц [103]. Образование осадка может определяться скоростями зарождения и роста частичек, а также скоростью их осаждения в растворе.

Количество Goc осажденного за время тос твердого вещества из раствора при росте кристаллов описывают обычным уравнением скорости гетерогенного процесса [5]:

f^ = *F°c(C-Cp). (3.3)

Здесь Foc — поверхность образующегося осадка.

98

Любой осадок полидисперсен. Растворимость мелких кристаллов всегда несколько выше, чем крупных. Поэтому при осаждении кроме образования зародышей и роста кристаллов происходит укрупнение кристаллов за счет растворения более мелких.

Соотношение между первичными и вторичными кристаллами и характер упаковки первичных кристаллов в объеме реального вторичного кристалла оказывает существенное влияние на технологию катализаторов (фильтруемость, реологические свойства осадков, усадку при сушке) и их свойства (удельную площадь поверхности, пористую структуру, термостойкость, топохимиче-ские превращения при прокаливании, активность) [104].

Для случая малорастворимых осадков образование кристаллов идет не по классическому механизму кристаллизации через растворение, а по механизму «ориентированного наращивания», включающему три этапа:

1. Образование зародышей при распаде полимерной структуры в пределах объема каждой из первичных частиц осадка с последующим формированием элементов решетки.

2. Переход зародышей в центры кристаллизации, характеризующиеся большей степенью упорядоченности структуры.

3. Ориентированное наращивание зародышей сначала на определенные грани центра кристаллизации, а далее на такие же грани вторичного кристалла. При этом в зависимости от условий старения осадка образуются разнообразные морфологические структуры вторичных кристаллов гидроксида [104].

По способности к кристаллизации гидроксиды можно разбить на три группы:

1) аморфные — практически не кристаллизуются, например силикагель;

2) Mg(OH)2, Sn(OH)2, Cd(OH)2 — кристаллизуются настолько быстро, что аморфную фазу удается наблюдать лишь в особых условиях;

3) аморфные гидроксиды Ti, Zr, Fe, Си, А1, а также гидрати-рованные оксиды пятивалентной сурьмы и четырехвалентного олова — кристаллизуются сравнительно медленно; часто этот процесс сопровождается химическими и фазовыми превращениями [105].

Скорость осаждения для частиц шарообразной формы можно рассчитать по уравнениям [24]:

ыуос 3^ ^т°^—— (ламинарная область, Re ^2), (3.4)

d°.43/p _р-,0.715

шос * 0,78-2 ^тг»5 0J3 (переходная область, 2 < Re <500), (3.5)

юос » 5,46 'У d" ^Рт» ^ (турбулентная область, Re > 500). (3.6)

Т 99

Здесь а\ — диаметр^ частицы (зерна); g—ускорение свободного падения; Ртв — плотность твердой частицы; р — плотность среды; р. — вязкость среды;

Скорость осаждения нешарообразных частиц меньше

скорости осаждения сферических частиц. Для расчета значения w'oz вводят поправочный коэффициент формы Ф и тогда:

к'ос=ф%с- (3.7)

Для округлых частиц Ф т 0,77, угловатых — Ф « 0,66, продолговатых — Ф яа 0,58, пластинчатых—Ф « 0,43 (241.

В зависимости от специфики получаемого катализатора к операции осаждения предъявляют определенные требования: полнота осаждения, селективность с целью освобождения осадка от нежелательных примесей, высокая степень однородности твердой фазы, характер осадка, состав исходного раствора, возможно ме

страница 40
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113

Скачать книгу "Технология катализаторов" (2.38Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
хирургическая дефлорация клиника
изготовление рекламных табличек
прайс лист на ремонт мультизональных кондиционеров
частотные преобразователи 0 75 квт

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(21.11.2017)