Факторы, определяющие каталитические свойства

Нанесение активного компонента на носитель

В этом случае оптимальная пористая структура достигается выбором сорта носителя. Задача приготовления катализатора заключается в определении и достижении оптимального распределения активного компонента по поверхности носителя. При постоянной весовой концентрации активного компонента максимальная скорость реакции достигается при определенной глубине расположения активного компонента. Для распределения активного компонента внутри зерна при нанесении из раствора на пористый носитель очень важным фактором является адсорбция активного компонента, которую можно изменить путем использования его различных соединений. Так, например, на γ – Al₂O₃ платина прочно адсорбируется в форме H₂PtCl₆ и практически не адсорбируется в виде аммиачного комплекса Pt(NH₃)₄Cl₂. В случае силикагеля и большинства алюмосиликатов способность к адсорбции изменяется на противоположную.

Таким образом, на свойства катализаторов значительное влияние оказывают методы приготовления. Свойства катализатора, в частности, каталитическая активность единицы объема и селективность катализатора могут быть изменены в широких пределах путем вариации внутренней поверхности и пористости структуры.

Предвидение каталитического действия является наиболее важной и, вместе с тем, очень трудной задачей теории катализа. Изменение скорости реакции при катализе обусловлено промежуточным химическим взаимодействием реагирующих веществ с катализатором. Это означает, что проблема предвидения каталитического действия принципиально не отличается от предсказания скорости химической реакций, но является более сложной из-за участия дополнительного компонента –катализатора. Предсказать активность катализатора можно на основе оценки энергии и энтропии образования активных комплексов всех стадий каталитического процесса, исходя из электронной структуры реагирующих веществ и катализатора. К сожалению, расчет энергии активного комплекса из этих данных пока не возможен даже для простейших некаталитических реакций.

Научные основы предвидения каталитического действия должны поэтому строиться на приближенных оценках изменения энергии активного комплекса, справедливых лишь для ограниченных групп катализаторов и реакций. Основой для таких приближенных оценок могут служить изменения энергии отдельных связей, разрывающихся или образующихся при превращении активных комплексов стадий каталитического пути реакций. Энергии этих связей могут входить и в значения теплот промежуточного взаимодействия компонентов реакции с катализатором и других химических превращений этих веществ. В результате возникает корреляция между изменениями энергии активации и теплоты химических превращений в пределах широких групп химических реакций и катализаторов.