К обсуждению: новая теория гетерогенного катализа

[httrr]

Здраствуйте) Новая теория гетерогенного катализа отличается от предыдущей тем, что катализ происходит не за счет переходных поверхностных комплексов, а за счет теплоподвода через поверхность катализатора, теплоотражения от нее же (за счет этого подавляется самая экзотермическая реакция для случая окисления аммиака на платине) и происходит не на поверхности катализатора, а в объеме газа, вблизи этой поверхности. На основе этих подходов сделан катализатор, на котором получена автотермическая реакция окисления аммиака без предварительного подогрева газовой смеси. Это считается не возможным - многие хотели отказаться от платины в процессе окисления аммиака (производство азотной кислоты), но малая скорость на неплатиновых катализаторах и необходимость предварительного подогрева (черевато предкатализом, расширением концентрационных пределов вззрываемости аммиака (опасно)) не дало это осуществить. В видео http://youtu.be/3uHdpViAa0I показан этот катализатор - оксид хрома 3 приклеянный на расплав обезвоженного силикатного клея к железу (такой рецепт позволяет избежать затруднения теплоотдачи от железа к оксиду (оксид становится как родной)). Оксид хрома получен реакцией самоокисления бихромата аммония (настольный вулкан).

Суть вопроса: придумать вещества позволяющие отказаться от больщих непрочных "лапухов" оксида хрома (в промышленности их просто сдует) - это новое вещество должно обладать термостойкостью (прим 900 град С) и развитой поверхностью. Либо придумать новый споб позволяющий "имитировать" платину. Обратить внимание на эту новую теорию, а также на другую инфу на нашей странице (выйти на нее можно по ссылке под видео).

 

ссылка под видео есть в ютюбе

[tixmir]

Гы, если роль катализатора только в теплоотводе, то юзайте серебро в виде гупки. Оно и по теплопроводности лучше всех и на воздухе не окисляется, хотя растворяет кислород довольно не плохо при высоких температурах. И стоит в 25 раз дешевле платины.

[httrr]

А как его получают?)

[httrr]

Хочу себя поправиться - оксиды азота не получаются в выше приведенном видео, т. к. без предварительного подогрева образуется элементарный азот и вода (не удалось зафиксировать качественной реакцией на нитриты и в банке ни чего не бурело), однако, без предварительного подогрева, видимо, не идет целевая реакция и на платине -

[Harvester]

Так вроде реакцию окисления аммиака давно уже исследовали вдоль и поперек, с катализаторами и без?

Теплоотвод, безусловно, играет свою роль, но не думаю, что он будет ключевым фактором.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Так вроде реакцию окисления аммиака давно уже исследовали вдоль и поперек, с катализаторами и без?

[httrr]

Возможно, однако, без предварительного подогрева на оксиде хрома устойчивую автотермическую реакцию еще ни кто не получал (скорость на нем в 100 раз меньше, поэтому без предварительного подогрева первый по ходу газа слой катализатора остывает (см справочник азотчика 2 том производство азотной кислоты)). Следующие вопросы из нашего с другом теоретического доказательства протекания процесса в объеме, а не на поверхности (там мат доказательство по коэффициенту диффузии):

 

Аммиак окисляется кислородом воздуха по трем различным вариантам [спр. аз. 2]:

4NH₃ + 5O₂ = 4NO + 6H₂O + 904 кДж;

4NH₃ + 4O₂ = 2N₂O + 6H₂O + 1104.4 кДж;

4NH₃ + 3O₂ = 2N₂ + 6H₂O + 1268.8 кДж.

Окисление происходит на платиновых сетках и на слое из неплатинового катализатора (оксиды хрома и железа) [спр. аз. 2].

До приведения расчетов (может, их не все будут читать) рассмотрим несколько вопросов, относящихся к окислению аммиака и не только:

общеизвестно, что физическая адсорбция значительно ослабевает с повышением температуры. Коэффициенты диффузии исходных веществ, при повышении температуры от 273 К до 1073 К (1073 K – температура реакции для процесса "при атмосферном давлении" [спр. аз. 2]), возрастают примерно в 10 раз [Плановский ПиАХТ], при этом градиент концентрации аммиака, за счет расширения газов при нагревании, уменьшается почти во столько же, что почти полностью компенсирует увеличение коэффициента диффузии. Почему тогда в диффузионной области (считается, есть две стадии лимитирования процесса – кинетическая и диффузионная [спр. аз. 2]) при повышении температуры скорость реакции увеличивается, а не уменьшается за счет ослабления физической адсорбции?;

при самой низкой температуре происходит окисление аммиака до азота, а реакция происходит с самым большим выделением тепла, при более высокой температуре – до N₂O с меньшим выделением тепла и при самой высокой температуре образуется NO – выделение тепла наименьшее из всех трех реакций [спр. аз. 2]. Это совпадение?;

к реакции окисления аммиака проявляют активность большинство металлов [спр. аз. 2]. Как это согласуется с теорией переходных комплексов (у всех одинаковая структура активных центров?)?;

почему при розжиге платиновых сеток в контактных аппаратах сетки всегда разгораются от краев к центру?;

общеизвестно, что на скорость цепных реакций влияет размер сосуда (если их проводить в сосуде) - почему вообще это происходит и почему для различных реакций один и тот же материал сосуда является ингибитором развития цепей?;

если в костер внести сосиску, то она покрывается слоем сажи, если в костер внести кусок металла он тоже покрывается слоем сажи, - и сосиска и металл обладают одинаковыми активными центрами ускоряющими реакцию образования элементарного углерода?)? – если допустить физическое остывание пламени (что, на наш взгляд, не так, т. к. противоречит принцыпу Ле Шателье) - то надо признать чисто физический механизм данной каталитической реакции. Похоже происходит перегрев поверхности катализатора (металл, сосиска и т.п.), и отраженное тепло "тормозит" самую экзотермическую реакцию.