Новые направления в катализе

1)катализ межфазного переноса.

Это направление было открытосравнительно недавно и используется для проведения гетерофазных процессов. Кат-рами данного направления яв-ся преимущественно четвертичные аммониевые основания RuN⁺X^-, имеющие с своем составе алкильную группу, содержащую от 12 до 18 углеродных атомов: С₁₆Н₃₃(СН₃)₃N⁺Cl^-

Такие соединения называют катаминами и они способны растворяться в 2-х фазах:водный и УВ-ый. Это направление представляет собой особую форму катализа, т.к. увеличение скорости р-ии связано не с активированием органических молекул, а с физическими факторами, способствующими переходу р-ии из водной фазы в органическую.

2)иммобилизованные кат-ры.

Гомогенные кат-ры проявляют высокую активность и селективность, но их применение в промыш-ти затруднено необходимостью отделения от реакционной массы и регенерации, что не наблюдается при использовании гетерогенных кат-ров. В настоящее время пытаются объединить преимущество того и другого кат-ра путем иммобилизации или гетерогенезации гомогенного кат-ра.

Пути иммобилизации:

1.химическим связыванием гомогенного кат-ра с нерастворимой основой

2.заполнением пор носителя гомогенным кат-ром

3.включением гомогенного кат-ра в гель.

Наибольшее применение нашли кат-ры на основе органических и неорганических носителей; чаще всего в качестве основы применяют полистирол и его сополимеры со сшивающими агентами.органический полимер может не иметь пор, тогда в этом случае активные группы закрепляются на его пов-ти. Носители, образованные сополимеризацией со сшивающими агентами имеют поры разного диаметра в зависимости от кол-ва сшивающего агента и способа получения. При нанесении на такую полимерную основу активных кислотных или основных групп получают ионно-обменные смолы, которые используются в качестве кат-ров. Р-ия протекает на пов-ти кат-ра и его порах.

Вследствии того, что конц-ция активных групп на пов-ти кат-ра велика скорость р-ии выше, чем на гомогенном кат-ре. Однако применение иммобилизованных кат-ров ограничено температурой проведения процессов, не более 140-150 градусов. Процессы, протекающие на иммобилизованных кат-рах включают в себя элементы кинетики, как гомогенных, так и гетерогенных р-ий.

3)цеолиты – алюмосиликаты с трехмерной кристаллической структурой общей формулы

Me_2/nO∙Al₂O₃∙xSiO₂∙yH₂O, где n – валентность катиона металла, х – мольное соотношение оксидов кремния и алюминия, которые наз-ся силикатным модулем; у – число молекул воды.

Недостатком всех цеолитов яв-ся небольшая мех-ая прочность, поэтому в чистом виде, а не в промыш-ти в качестве кат-ра не применяются, но их вводят в матрицу кат-ра в кол-ве от 10 до 20% по массе.

В настоящее время насчитывается несколько десятков разновидностей природных и синтетических цеолитов. Они различ-ся структурой, типом катионов металла, силикатным модулем и числом молекул воды.

Структура цеолита характериз-ся наличием большого числа полостей, размеры которых сравнимы с размерами реагирующих молекул.