Промоторы

ПРОМОТОРЫ (от лат. promoveo - продвигаю) (активаторы), в-ва, добавление к-рых в небольших кол-вах к катализаторам увеличивает их активность, селективность или стабильность. Если в-во добавляют к катализатору в больших кол-вах или если оно само по себе каталитически активно, то такой катализатор наз. смешанным.

Различают структурообразующие П., увеличивающие число активных центров катализатора, и модифицирующие П., приводящие к изменению типа активных центров. В случае структурообразующих П. увеличение наблюдаемой константы скорости каталитич. р-ции связано с увеличением предэкспоненциального множителя в ур-нии Аррениуса, в случае модифицирующих П.-с уменьшением наблюдаемой энергии активации этой р-ции. Чтобы установить, к какому типу относится тот или иной П., измеряют с помощью физ. адсорбции уд. пов-сть катализатора, а с помощью хемо-сорбции-пов-сть, занятую активными центрами, и определяют влияние П. на величину последней. Модифицирование катализаторов открыто С.З. Рогинским с сотрудниками в 1947.

Действие П. на активность того или иного катализатора отличается многообразием. В случае катализаторов - оксидов переходных металлов промотирование оксидами металлов иной валентности, образующих твердый р-р с основным компонентом, стабилизирует активный центр в др. окислит. состояния. Напр., введение Li₂O в никельоксидный катализатор окисления СО стабилизирует Ni в состоянии Ni³⁺. Добавление оксидов щелочных металлов к переходному металлу изменяет энергию связи реагентов с катализатором. Напр., добавление К₂О к железному катализатору синтеза Фишера-Тропша увеличивает энергию связи СО, адсорбированного на активном центре, с Fe, что приводит к изменению селективности катализатора в направлении образования более высокомол. продуктов.

Мн. пром. катализаторы являются промотированными. Напр., железный катализатор синтеза NH₃ содержит в качестве П. А1₂О₃ и К₂О (иногда также СаО и др. оксиды). Предполагают, что А1₂О₃ является структурообразующим П., К₂О-модифицирующим П. Оксидами щелочных металлов промотируют также V₂О₅-пром. катализатор окисления SO ₂ в SO₃, алюмохромовый катализатор дегидроцикли-зации углеводородов. Молибденсульфидный катализатор гидрообессеривания промотируют сульфидами Со или Ni, цинкоксидный катализатор синтеза метанола-Сr₂О₃, мар-ганецоксидный катализатор окисления СО-CuO и Со₃О₄. Существуют газовые П.; напр., добавление орг. хлоридов в реагирующую смесь С₂Н₄ с О₂ увеличивает селективность окисления С₂Н₄ в этиленоксид на серебряном катализаторе.

Более распространено влияние П. на каталитич. активность посредством образования новых поверхностных или объемных фаз. Так, введение солей Fe в висмутмолибдено-вый оксидный катализатор окисления пропилена в акролеин создает фазы молибдатов Fe, обеспечивающих быстрый транспорт кислорода к центрам адсорбции пропилена; введение Co₉S₈ в молибденсульфидный катализатор гидрообессеривания приводит к образованию фазы, активирующей водород, в результате чего основная р-ция протекает на фазе MoS₂. В случае катализаторов кислотного типа П. изменяют кислотно-основные св-ва пов-сти. Напр., каталитич. активность А1₂О₃ в р-ции алкилирования увеличивается при его обработке HF. Обработка щелочами катализаторов дегидрирования и др. превращений углеводородов способствует повышению их стабильности вследствие предотвращения коксообразования.

Лит. см. при статьях Гетерогенный катализ, Катализ, Катализаторы.

О. В. Крылов.