| |||
|
ХИМИЯ, МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ Научные открытия в области металловедения. Научное открытие "Свойство металлических катализаторов, находящихся в состоянии двумерного пара". Формула открытия: "Установлено неизвестное ранее свойство металлических катализаторов, находящихся в состоянии двумерного пара, равновесного с кристаллами, ускорять органические реакции на примере дегидрирования и изомеризации углеводородов на платине, палладии и их сплавах". Авторы: В. М. Грязнов, В. И. Шимулис, В. Д. Ягодовский. Номер и дата приоритета: № 312 от 16 сентября 1960 г. Дата регистрации: 26 декабря 1985 г. Описание открытия. Известно, что эксплуатация металлов при высоких температурах приводит к рекристаллизации и снижению их каталитической активности. Проведенный без учета поступательных степеней свободы теоретический расчет числа одиночных атомов металла на гранях его кристалла как активных центров катализа также предсказывал снижение удельной каталитической активности обычных катализаторов выше температуры рекристаллизации. Все это ограничивало исследования металлических катализаторов при высоких температурах. Авторы открытия впервые экспериментально показали, что выше температуры рекристаллизации металла скачкообразно возрастают и скорость катализируемой реакции и ее энергия активации. Предложенная ими теоретическая трактовка этих данных состояла в использовании представления о каталитической активности подвижных одиночных атомов металла, находящихся в равновесии с кристаллической решеткой. Это состояние атомов известно под названием «двумерный пар». Энтальпия его образования ниже, чем энтальпия испарения — перехода металла в трехмерный пар, поэтому в определенном диапазоне температур давление трехмерного пара остается пренебрежимо малым, а концентрация двумерного пара экспоненциально растет с повышением температуры. При каталитической активности двумерного пара скорость реакции должна возрастать быстрее, чем при постоянстве числа активных центров. Именно такой дополнительный прирост константы скорости изомеризации аллилбензола в пропенилбензол на пленках платины выше температуры ее рекристаллизации был найден авторами. В этих условиях наблюдаемая энергия активации становится суммой энергии активации катализируемой реакции и энтальпии образования активных центров — атомов двумерного пара платины. Открытие выявило природу каталитической активности металлов при высоких температурах, что привело к существенному расширению теоретических концепций гетерогенного катализа. Практическая значимость обнаруженного свойства заключается в возможности интенсификации каталитических процессов превращения различных классов органических соединений за счет расширения температурных границ использования металлических катализаторов. Установлено, что в случае снижения активности катализаторов ее можно восстановить путем простой технологической операции — нагревом до начала рекристаллизации структуры и быстрым охлаждением (закалкой). На основе открытия предложено два технических решения, которые защищены авторскими свидетельствами на изобретения. Главная КОСМОС ЗЕМЛЯ ЧЕЛОВЕК, БИОЛОГИЯ ФИЗИКА, РАДИОАКТИВНОСТЬ ХИМИЯ, МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ МЕХАНИКА, АВТОМАТИКА, ЭЛЕКТРОНИКА МАТЕМАТИКА |