Краткая история развития катализа и теорий, объясняющих это явлениеПериодическая система / Краткая история развития катализа и теорий, объясняющих это явлениеСтраница 4
Разделение процессов по принципу –
- гомогенный катализ
- гетерогенный катализ – сложилось исторически.
Действительно, на первый взгляд на ранних этапах развития катализа между этими процессами было мало общего.
Так, в гомогенном катализе реакции протекают в основном в растворе, превращение субстрата на металле-катализаторе аналогичны превращению лиганда в координационной сфере металла (то, что наблюдается в координационной химии). И тут можно получить информацию об интермедиатах процесса, о механизме элементарного акта.
В гетерогенном катализе – при поверхностном рассмотрении – нет ничего общего. Здесь основной стадией является адсорбция субстрата на активном центре и некоторую информацию получают из кинетических данных.
Такое разделение заставило исследователей рассматривать отдельно гомогенный катализ и гетерогенный катализ и не способствовало поиску общих закономерностей.
На самом деле здесь много общего. И развивались обе ветви катализа параллельно, движимые одними и теми же силами.
Что имеется в виду? – Те экономические и социальные причины, которые вызывали появление определенной группы каталитических процессов вне зависимости от того, являются ли они гомогенными или гетерогенными.
Для пояснения - истор. Параллель с великими географическими открытиями.
В катализе можно наблюдать определенные аналогии.
Так, 18-19 века в целом характеризуются бурным развитием промышленности, однако химическая промышленность только начинает зарождаться, востребованы в больших количествах в первую очередь минеральные кислоты , поэтому появляются каталитические процессы получения H2SO4 (и гомогенные, и гетерогенные), затем – процессы получения HNO3.
Конец 19 – начало 20 веков – развитие сельского хозяйства – необходимость в минеральных удобрениях –
Чилийская селитра – далеко и дорого – и как бы в ответ –
Появления габеровского процесса синтеза аммиака и процесса окисления аммиака, т.е. синтеза азотной кислоты.
В это время в промышленности в качестве источника сырья доминирует уголь, который является:
А) источником ацетилена – и появляются процессы каталитических превращений ацетилена;
Б) уголь служит источником синтез-газа (смеси СО+Н2), и появляются процессы на основе этих газов.
30-40-е годы 20-го века:
Германия, активно развивающая военную промышленность и нуждающаяся в горючем для военной техники, отрезана от источников углеводородного сырья. Такая ситуация провоцирует бурный всплеск работ по получению синтетического горючего из альтернативных источников сырья –
- это работы Фишера-Тропша по созданию гетерогенных каталитических процессов
- работы Реппе по созданию гомогенных каталитических процессов.
И, наконец, 50-60-е годы прошлого века – начало бурного развития нефтехимии и химии полимеров –
Циглер и Натта создают катализаторы полимеризации олефинов, появляются процессы получения кислоролсодержащих продуктов при окислении олефинов и т.д.
Фактически можно сказать, что развитие каталитической химии в течение длинного исторического периода определялось вполне определенными экономическими и социальными причинами.