Předmět Principy a metody heterogenní katalýzy (MC260P38)

Na serveru studentino.cz naleznete nejrůznější studijní materiály: zápisky z přednášek nebo cvičení, vzorové testy, seminární práce, domácí úkoly a další z předmětu MC260P38 - Principy a metody heterogenní katalýzy, Přírodovědecká fakulta, Univerzita Karlova v Praze (UK).

Materiál	Typ	Datum	Počet stažení

Sylabus

1. Úvod do heterogenní katalýzyObecný úvod do katalýzy. Chemická kinetika - rychlostní rovnice, řád reakce, molekularita reakce; elementární reakce, reakce monomolekulární, bimolekulární, následné, zpětné.Základní pojmy v katalýze - konverze, selektivita, výtěžek, aktivační energie, Arrheniova rovnice, srážková teorie, teorie aktivovaného komplexu, reakční koordináta,2. Kinetika heterogenně katalytických reakcíZákladní pochody při heterogenně katalytických reakcích (fyzikální a chemické kroky), rychlost určující krok reakce, úloh adsorpce v katalytické reakce, fyzikální adsorpce, chemisorpce, adsorpční a aktivní centrum, adsorpční isotermy (Langmuirova isoterma, Freundlichova isoterma, BET), Základní představy o mechanismech heterogenně katalytických reakcí (Langmuir-Hinshelwood, Rideal-Eley). Ukázky, odvození jednoduchých kinetických rovnic pro základní typy těchto reakcí. Časové závislosti složení produktů pro různé typy reakcí.3. Aktivní centrumMožnosti aktivace molekul,Kyselost a její charakterizace, Broenstedovská a Lewisovská kyselost, vliv kyselosti a typu center na průběh acidobazických reakcí, superkyseliny, tvrdost a měkkost kyselin. Redox centra - základní představy a reakčních mechanismech při oxidační katalýze (radikálové reakce, Mars-van Krevelen, peroxy skupiny). Aktivní centra v metalocenech pro polymerace.4. Charakterizace katalyzátorů s použitím instrumentálních technikZákladní experimentální metody a jejich použití v heterogenní katalýze:Studium pevné fáze - XRD, MAS NMR, FTIR, mikroskopie, povrchové techniky, sorpční měření, kalorimetrie (kombinace technik - XRD-kalorimetrie), "in-situ" techniky.5. Instrumentální techniky ke studiu katalytických reakcíStudium adsorbované a plynné fáze (reakční meziprodukty) - GC, FTIR, MS, NMR, GC-MS, termická analýza-MS, "in-situ" metody, vysokoteplotní cely.6. Katalytický test - experimentální vybavení, provedení testu, hodnoceníZákladní představy o katalytickém experimentu, rozvaha katalytického experimentu, schema aparatur, metodika přípravy experimentu, reaktory, kinetická a difuzní oblast, sytiče, lineární dávkovače, dávkovací systémy. 7. Studium mechanismu katalytických reakcíJak studovat mechanismy katalytických reakcí, návrh experimentu.Jednotlivé elementární kroky reakce, separace jednotlivých dílčích kroků a jejich popis. 8. Kyselá katalýzaPříklady důležitých heterogenně katalytických procesů v acidobazické katalýze, vysvětlení reakčních mechanismů,9. Basická katalýzaVysvětlení základních pojmů z basické katalýzy, reakční mechanismy, typy reakcí. Odlišnost od reakcí katalyzovaných kyselinami. 10. Redox katalýzaZákladní mechanistické představy o oxidaci různých typů organických molekul pomocí kyslíku nebo organických peroxidů, úloha reakčního prostoru a typu oxidačního činidla.11. Katalýza na kovech a oxidech, polymerech a enzymatická katalýzaZákladní představy o metodách ke studiu povrchu kovů a oxidů, příklady katalýzy na kovech, oxidech kovů, na kovech na nosičích. Základní pojmy z enzymatické katalýzy (Michaelis-Mentenova kinetika).12. Příprava a struktura vybraných typů katalyzátorůSyntéza a modifikace katalyzátorů, syntéza heteropolykyselin, hydrotermální syntéza zeolitů a úloha organických templátů při hledání nových strukturních typů zeolitů.Příprava kovových katalyzátorů.Funkcionalizace katalytických nosičů, modifikace křemičitanových nosičů např. metalloceny pro polymerizační reakce.13. Struktura a vlastnosti katalyzátorů na bázi molekulových sítObjasnění základních vztahů mezi strukturou, vlastnostmi a katalytickým chováním zeolitických molekulových sít v kyselé, basické a redox katalýze.14. Syntéza, struktura, vlastnosti a využití heteropolykyselin v katalýzeVysvětlení základních pojmů v oblasti heteropolykyselin, syntéza, struktura a katalytické využití.Příklady přípravy zajímavých organických molekul pomocí heterogenní katalýzy.

Literatura

Catalysis - An Integrated Approach to Homogeneous, Heterogeneous and Industrial Catalysis, Elsevier, Amsterdam 2000.Spectroscopy in Catalysis - J.H. Niemasnverdriet, VCH Berlin 1995.Industrial Catalysis - J. Hagen, Wiley-VCH Weinheim 1999.

Garant

prof. Ing. Jiří Čejka, CSc.

Vyučující

prof. Ing. Jiří Čejka, CSc.