промоторы

ПРОМОТОРЫ (активаторы) (от лат. promoveo — продвигаю)

вещества, добавление которых в небольших количествах к катализаторам увеличивает их активность, селективность или стабильность. Если вещество добавляют к катализатору в больших количествах 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. реакции связано с увеличением предэкспоненциального множителя в уравнении Аррениуса, в случае модифицирующих П. — с уменьшением наблюдаемой энергии активации этой реакции. Чтобы установить, к какому типу относится тот или иной П., измеряют с помощью физ. адсорбции уд. поверхность катализатора, а с помощью хемо-сорбции-поверхность, 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 раствор с основным компонентом, стабилизирует активный центр в др. окислит. состояния. Например, введение Li₂O в никельоксидный катализатор окисления CO стабилизирует Ni в состоянии Ni³⁺. Добавление оксидов щелочных металлов к переходному металлу изменяет энергию связи реагентов с катализатором. Например, добавление K₂O к железному катализатору синтеза Фишера-Тропша увеличивает энергию связи CO, адсорбированного на активном центре, с Fe, что приводит к изменению селективности катализатора в направлении образования более высокомол. продуктов.

Мн. пром. катализаторы являются промотированными. Например, железный катализатор синтеза NH₃ содержит в качестве П. Al₂O₃ и K₂O (иногда также CaO и др. оксиды). Предполагают, что Al₂O₃ является структурообразующим П., K₂O-модифицирующим П. Оксидами щелочных металлов промотируют также V₂O₅-пром. катализатор окисления SO ₂ в SO₃, алюмохромовый катализатор дегидроцикли-зации углеводородов. Молибденсульфидный катализатор гидрообессеривания промотируют сульфидами Со или Ni, цинкоксидный катализатор синтеза метанола-Cr₂O₃, мар-ганецоксидный катализатор окисления СО-CuO и Co₃O₄. Существуют газовые П.; напр., добавление орг. хлоридов в реагирующую смесь C₂H₄ с O₂ увеличивает селективность окисления C₂H₄ 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 реакция протекает на фазе MoS₂. В случае катализаторов кислотного типа П. изменяют кислотно-основные свойства поверхности. Например, каталитич. активность Al₂O₃ в реакции 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}