Открытый доступ
Только для подписчиков
Кинетические аспекты дезактивации неоднородной поверхности полифункциональных катализаторов
Аннотация
Широкое применение в промышленности би- и полифункциональных катализаторов требует новых подходов к разработке кинетических моделей, учитывающих сосуществование на поверхности катализаторов активных центров с разными активностью и селективностью в отношении основной и побочных реакций, адсорбционными свойствами, структурами (в том числе нано-), координационным окружением, устойчивостью при дезактивации, компонентами реакционной среди или посторонними химическими примесями (ядами). Авторы статьи предлагают кинетические зависимости с учетом вклада разных типов активных центров в каталитический процесс. Рассмотрено применение предлагаемого подхода к построению моделей механизма и кинетики промышленных процессов, сопровождающихся дезактивацией катализатора: каталитическое сжигание ксилола на Pd-катализаторах, при участии активных центров двух типов; дегидрирование изобутана на непромотированных и промотированных Pt-катализаторах, предполагающее участие активных центров трех типов.
Об авторах
К. Кумбилиева
Институт катализа, Болгарская Академия наук, София
Болгария
Болгария
Л. Петров
Институт катализа, Болгарская Академия наук, София; SABIC Chair in Catalysis, King Abdulaziz University, Jeddah, Kingdom of Saudi Arabia
Болгария
Болгария
Список литературы
1. Hughes R. Deactivation of catalysts. New York: Academic Press, 1984.
2. Krishna A.S. // Catal. Rev.-Sci. Eng. 1990. Vol. 32. P. 279.
3. Oudar J., Wise H. Deactivation and poisoning of catalysts. New York: Marcel Dekker, 1985.
4. Butt J.B., Petersen E.E. // Activation, deactivation and poisoning of catalysts. San Diego: Academic Press, 1988.
5. Hegedus L.I., McCabe R.W. Catalyst poisoning. New York: Marcel Dekker, 1984.
6. Bartholomew C.H. // Appl. Catal. A: General. 2001. Vol. 212. P. 17.
7. Слинкин А.А. // Кинетика и катализ. 1981. Т. 22, № 1. С. 71.
8. Темкин М.И. // Кинетика и катализ. 1986. Т. 27, № 2. С. 533.
9. Golodets G.I. // Stud. Surf. Sci. Catal. 1982. Vol. 15. P.184.
10. Dooling D.J., Rekoske J.E., Broadbelt I.J. // Langmuir. 1999. Vol. 15. P. 5846.
11. Dooling D.J., Broadbelt I.J. // A.I.Ch.E.Journal. 2001. Vol. 47, № 10. P. 1193.
12. Landau M.V., Kogan S.B., Herskowitz M. // Appl. Catal. A: General. 1994. Vol. 130, № 1. P. 139.
13. Barias F., Holmen A., Blekkan E. // Catal. Today. 1995. Vol. 24. P. 361.
14. Ribeiro F.H., Bonivardi A.L., Kim C., Somorjai G.A. // J. Catal. 1994. Vol. 150, №1. P.186.
15. Hadjiloizou G., Butt J.B., Dranoff J. // J. Catal. 1991. Vol. 131, № 2. P.545.
16. Macleod N., Fryer J.R., Stirling D., Well G. // Catal. Today. 1998. Vol. 46. P. 37.
17. Dong D., Jeong S., Massoth F.E. // Catal. Today. 1997. Vol. 37. P. 267.
18. Pawelec B., Damyanova S., Arishtirova K., Fierro J.L.G., Petrov L. // Appl. Catal. A: General. 2007. Vol. 323, № 1. P. 188.
19. Topsǿe H. // Appl. Catal. A: General. 2007. Vol. 320, № 1. P. 3.
20. Caero G., Costa A.F., Cerqueria H., Magnoux P., Lopes J.M., Matias P., Ribeiro F.R. // Appl. Catal. A: General. 2007. Vol. 320, № 1. P. 8.
21. Nogelear B.M., Steiner P., Zijden Th., Lanyeveld A., Eijsbouts S., Moulijn J.A. // Appl. Catal. A: General. 2007. Vol. 323, № 1. P. 28.
22. Smith J. Chemical Engineering Kinetics (3rd ed.). NY: McGraw-Hill, Inc 1990.
23. Ponec V. // Appl. Catal. A: General. 1997. Vol. 149, № 1. P. 27.
24. Consonni M., Touroude R., Murzin D.Y. // Chem. Eng. Technol. 1998. Vol. 21. P. 605.
25. Consonni M., Jokic D., Murzin D.Y., Touroude R. // J.Catal. 1999. Vol. 188, № 1. P.165.
26. Dandekar A., Vannice M.// J. Catal. 1999. Vol. 183, № 1. P. 344.
27. Margitfalvi J.L., Tompos A., Kolosova I., Valyon J. // J.Catal.1998. Vol. 174, № 1. P. 246.
28. Liberkova K., Touroude R., Murzin D.Yu.// Chem. Eng. Sci. 2002. Vol. 57. P. 2519.
29. Beeckman J.B., Froment G.F.// Ind. Eng.Chem., Fundam. 1982. Vol. 21, № 1. P. 243.
30. Broekhoven E.H.V., Schoonhoven J.W.F.M., Ponec V. // Stud. Surf. Sci. Catal. 1985. Vol. 156. P. 899.
31. Meitzner G., Via G.H., Lytle F.W., Fung S.C., Sinfelt J.H. // J. Phys. Chem. 1988. Vol. 92. P.2925.
32. Cortright R.D., Dumesic J.A. // J.Catal. 1994. Vol.148, № 2. P. 771.
33. Ribeiro F.H., Bonivardi A.L., Kim C., Somorjai G.A. // J. Catal. 1994. Vol. 150, № 1. P. 186.
34. Corma A., Martinez A. // Catal. Rev.-Sci. Eng. 1993. Vol. 35. P. 483.
35. Bendarova L., Lyman C.E., Rytter E., Holmen A. // J.Catal. 2002. Vol. 211, № 1. P.335.
36. Jablonski E.L., Castro A.A., Scelza O.A., Miguel S.R. // Appl. Catal. A: General. 1999. Vol. 183, № 1. P. 189.
37. Burch R. // J. Catal. 1981. Vol. 71, № 1. P. 348.
38. Ledford J.S., Houalla M., Proctor S., Hercules D.M. // J. Catal. 1990. Vol.125, P. 554.
39. Haddad G.J., Chen B., Goodwin J.G., Jr. // J. Catal. 1996. Vol. 161. P. 274.
40. Merlen E., Becca P., Bertollini G.C., Delichere P., Zanier N., Didilon B. // J. Catal. 1996. Vol. 159, № 1. P. 178.
41. Yang L., DePristo A.E. // J. Catal. 1994. Vol.1 48, № 2. P. 575.
42. Пармон В.Н. // ДАН. 2007. Т. 413, № 1. С. 53.
43. Parmon V.N. Thermodynamics of Non-Equilibrium Processes with a Particular Application to Catalysis. Amsterdam: Elsevier, 2010.
44. Murzin D.Yu. // Chem. Eng. Sci. 2009. Vol. 64, № 1. P. 64.
45. Murzin D.Yu. // J. Mol. Catal. A: Chem. 2010. Vol. 315, № 1. P. 226.
46. Murzin D.Yu. // J. Catal. 2010. Vol. 276, № 1. P. 85.
47. Hvolbæk B., Janssens T.V.W., Clausen B.S., Falsig H., Christensen C.H, Nørskov J.K. // Nanotoday. 2007. Vol. 2, № 1. P. 17
48. Kolasinki K.W. Surface Science. Fundamentals of Catalysis and Nanoscience. Chichester: Wiley, 2002.
49. Haruta M., Tsobota S., Kobayashi T., Kageyama H., Genet M.J., Delmon B. // J. Catal. 1993. Vol. 144, № 1. P. 175.
50. Bond G.C., Tompson D.T. // Catal. Rev.-Sci. Eng. 1999. Vol. 41. P. 319.
51. Cunningham D.A., Vogel W., Torres-Sanchez R.M., Tanaka K., Haruta M. // J. Catal. 1999. Vol. 183, № 1. P. 24.
52. Ruth K., Hayes M., Burch R., Tsobota S., Haruta M. // Appl. Catal. B: Environmental. 2000. Vol. 24, L133.
53. Thompson D.T., Bond G.C. // Gold Bulletin. 2000. Vol. 33. P. 41.
54. Wolf A., Schuth F. // Appl. Catal. A: General. 2002. Vol. 226, № 1. P. 1.
55. Cortie M.B., Lingen E. // Materials Forum. 2002. Vol. 26. P. 1.
56. Guzman J., Gates B.C. // J. Phys. Chem. B. 2002. Vol. 106. P. 7659.
57. Davis R. // Science. 2003. Vol. 301. P. 926.
58. Теньянко Н.В., Сергеева Т.Ю., Гайдай Н.А., Б.Гудков Б.С., Дряхлов А.С., Киперман С.Л. // Кинетика и катализ. 1990. Т. 31. С. 395.
59. Kiperman S.L., Gaidai N.A., Nekrasov N.V., Botavina M.A., Duisenbaev Sh.E. // Chem.Eng.Sci. 1999. Vol. 54. P. 4305.
60. Некрасов Н.В., Ботавина М.А., Сергеева Т.Ю., Дряхлов А.С., Киперман С.Л. // Кинетика и катализ. 1998. Т. 39. С. 543.
61. Kumbilieva K.E., Gaidai N.A., Dryahlov A.S., Nekrasov N.V., Petrov L.A., Lapidus A.L. // Catal. Comm. 2009. Vol. 10, P. 1034.
62. Савченко В.И. // Кинетика и катализ. 1980. Т. 21. С. 342.
63. Кочубей А.Л., Старостина Т.С., Циркульников В.М., Замараев К.И. // Кинетика и катализ. 1993. Т. 34. С. 716.
64. Киперман С.Л. // Сб. «Механизм катализа». Ч. 1. Новосибирск: Наука. 1984.
65. Kiperman S.L., Kumbilieva K., Petrov L. // Ind.Eng.Chem.Research. 1988. Vol. 2. P. 62.
66. Kumbilieva K. E., Gaidai N.A., Nekrasov N.V., Petrov L.A., Lapidus A.L. // Chem. Eng. J. 2006. Vol. 120, № 1. P. 25.
67. Лок Л.К., Гайдай Н.А., Киперман С.Л. // Кинетика и катализ. 1986. Т. 27. С. 112.
68. Лок Л.К., Гайдай Н.А., Гудков Б.С., Киперман С.Л., Коган С.Б. // Кинетика и катализ. 1986. Т. 27. С. 1365.
69. Лок Л.К., Гайдай Н.А., Гудков Б.С., Костюковский М.М., Киперман С.Л., Подклетнова Н.М., Коган С.Б., Бурсиян Н.Р. // Кинетика и катализ. 1986. Т. 27. С. 1371.
70. Лок Л.К., Гайдай Н.А., Киперман С.Л., Подклетнова Н.М., Коган С.Б. // Кинетика и катализ. 1988. Т. 29, № 5. С. 1146.
71. Loc L.C., Gaidai N.A., Kiperman S.L.// Proc. 9th Intern. Congress on Catalysis, (Calgary, 1988)/ Eds. M.J. Phillips, M.Ternan. 1988. Vol. 3. P. 1261.
72. Kiperman S.L., Loc L.C., Gaidai N.A. // Stud. Surf. Sci. Catal.: Catalyst Deactivation 1994 / Eds. B.Delmon, G.F.Froment. Amsterdam: Elsevier Publ. House, 1994. Vol. 88. P. 543.
73. Bendarova L., Lyman C.E., Rytter E., Holmen A. // J. Catal. 2002. Vol. 211. P. 335.
74. Lin L., Zhang T., Zang J., Xu Z. // Appl.Catal. 1990. Vol. 67. P. 11.
75. Adkins S.R., Davis B.H. // J. Catal. 1984. Vol. 89. P. 371.
76. Liu J., Gao X., Zhang T., Lin L. // Thermochim.Acta. 1991. Vol. 9. P. 124.
77. Ohta М., Ikeda Y., Igarashi A. // Appl. Catal. A: General. 2004. Vol. 266. P. 229.
78. Коган С.Б., Подклетнова Н.М., Оранская О.М., Семенская И.В., Бурсиян Н.Р. // Кинетика и катализ. 1981. Т. 22. С. 663.
79. Коган С.Б., Подклетнова Н.М., Илясова А.С., Бурсиян Н.Р. // Журн. прикл. Химии. 1983. С. 1832.
Рецензия
Для цитирования:
Кумбилиева К., Петров Л. Кинетические аспекты дезактивации неоднородной поверхности полифункциональных катализаторов. Катализ в промышленности. 2011;(5):20-34.
For citation:
Kumbilieva K., Petrov L. Kinetic aspects of deactivation of the heterogeneous surface of multifunctional catalysts. Kataliz v promyshlennosti. 2011;(5):20-34. (In Russ.)
Просмотров: 12
Послать статью по эл. почте 