Большая Советская Энциклопедия (КА)

При гомогенных каталитических процессах в качестве К. применяются определённые химические соединения или их смеси; каталитические свойства К. в этом случае целиком определяются их химическим составом и строением. В промышленности преимущественно используются гетерогенные каталитические процессы с твёрдыми К. в виде пористых зёрен с развитой внутренней поверхностью. Каталитические свойства твёрдых К. зависят, кроме состава и строения, от величины их внутренней поверхности и пористой структуры. Необходимыми этапами каталитических процессов на твёрдых К. являются перенос реагирующих веществ, продуктов и тепла между потоком реакционной смеси и наружной поверхностью зёрен К. (внешний перенос) и перенос веществ и тепла внутри пористых зёрен К. (внутренний перенос). Чаще всего на работу промышленных К. оказывает влияние внутренний диффузионный перенос веществ. При недостаточной его скорости степень использования (кпд) К. уменьшается и общая интенсивность процесса падает. Кроме того, это может приводить к уменьшению выхода неустойчивых промежуточных продуктов, способных к дальнейшим превращениям на поверхности К., которые во многих случаях являются целевыми (например, в процессах неполного окисления углеводородов). Скорость диффузионного переноса внутри зёрен К. определяется его пористой структурой. Если реагирующие вещества находятся в газовой фазе, то для медленных реакций целесообразно применять К. с максимально развитой внутренней поверхностью и с порами диаметром около 1^. 10^–7м, обеспечивающими необходимую скорость встречной диффузии молекул реагирующих веществ и продуктов. Для реакций, протекающих со средней скоростью (2—10 кмоль /ч на 1 м³ К.), оптимальный диаметр пор при однороднопористой структуре соответствует длине свободного пробега молекул. При атмосферном давлении он составляет около 1^. 10^–7 м и по мере повышения давления уменьшается. Во многих случаях наиболее благоприятной оказывается разветвленная разнороднопористая структура зёрен, когда к крупным транспортным порам прилегают мелкие поры, создающие большую внутреннюю поверхность. При атмосферном давлении переход от зёрен с однороднопористой структурой к зёрнам с разветвленной разнороднопористой структурой позволяет повысить активность единицы объёма К. в 3—9 раз. Развитие представлений о влиянии пористой структуры на активность и избирательность К., разработка методов исследования удельной каталитической активности и пористой структуры и применение вычислительных машин для математического моделирования сложных процессов создало предпосылки для перехода от эмпирических к научно обоснованным методам разработки промышленных К.

Для приготовления К. применяют различные методы — осаждение из растворов, пропитку, смешение (например, в случае смешанных К.), сплавление с последующим выщелачиванием неактивной части (скелетные К.) и т.д. Многие К. перед использованием подвергают специальной обработке — активации, во время которой происходит образование активного вещества (например, металла в высокодисперсном состоянии в результате восстановления окислов) и формирование пористой структуры. С целью стабилизации высокодисперсного состояния или экономии активное вещество (например, платину) распределяют на поверхности носителя. В качестве носителей используют различные вещества, устойчивые в условиях процесса, например окись алюминия, силикагель, синтетические и природные силикаты, активные угли и др. Носители могут оказывать влияние на каталитические свойства, и для промышленных К. выбор носителя имеет большое значение.

Наблюдается тенденция перехода от однокомпонентных К. простого состава к сложным многокомпонентным и полифункциональным. Последние имеют на поверхности участки, различающиеся по характеру каталитического действия. На полифункциональных К. в одном аппарате за один проход реакционной смеси осуществляется ряд последовательных химических превращений и часто, особенно в случае неустойчивости промежуточных веществ, достигается лучший выход целевого продукта по сравнению с раздельным проведением процесса с помощью монофункциональных К. Полифункциональными являются, например, катализатор Лебедева для получения дивинила из этилового спирта, алюмоплатиновый К. для производства высокооктановых бензинов и др. Всё более широкое применение находят также промотированные К., активность которых существенно увеличена добавлением веществ (промоторов ), которые, взятые в отдельности, могут и не обладать каталитическими свойствами.

Для каждого промышленного процесса необходим свой К., обладающий оптимальным комплексом свойств. Поэтому производится большое число разнообразных К., различающихся химическим составом, пористой структурой, размером и формой гранул.

Объём мирового производства К. составляет 500—800 тыс. т в год; выпускается около 250 основных типов К., каждый тип включает ряд разновидностей. Между однородными по назначению К., производимыми в различных странах или разными фирмами, имеются определённые различия, особенно между К. новых процессов. Повсеместно наблюдается концентрация производства К. Создаются крупные катализаторные фабрики и цехи, позволяющие улучшить качество продукции, механизировать и автоматизировать производство, а сами К., производившиеся ранее только для потребления внутри предприятий, стали поступать как товарные продукты на внутренний и международный рынки.

Лит.: Каталитические свойства веществ. Справочник, под общ. ред. В. А. Ройтера, К., 1968; Пористая структура катализаторов и процессы переноса в гетерогенном катализе (IV Международный конгресс по катализу. Симпозиум III), Новосиб., 1970; Научные основы подбора катализаторов гетерогенных каталитических реакций. Сб., под ред. С. З. Рогинского, М., 1966; Научные основы подбора и производства катализаторов, Сб., под ред. Г. К. Борескова, Новосиб., 1964; Полифункциональные катализаторы и сложные реакции, пер. с англ., М., 1965; Катализ. Вопросы избирательности и стереоспецифичности катализаторов, пер. с англ., М., 1963; Методы исследования катализаторов и каталитических реакций, т. 1—3, Новосиб., 1965. См. также лит. к ст. Катализ .

Г. К. Боресков, А. А. Самахов.

Катализаторы биологические

Катализа'торы биологи'ческие, биокатализаторы, вещества, образующиеся в живых клетках и ускоряющие (положительный катализ ) или замедляющие (отрицательный катализ) химические процессы, протекающие в организмах. К числу К. о. относятся в первую очередь катализаторы белковой природы, называемые энзимами, или ферментами .

Каталитические яды

Каталити'ческие я'ды, контактные яды, вещества, вызывающие «отравление» катализаторов (обычно гетерогенных), т. е. снижающие их каталитическую активность или полностью прекращающие каталитическое действие. Отравление гетерогенных катализаторов происходит в результате адсорбции яда или продукта его химического превращения на поверхности катализатора. Отравление может быть обратимым или необратимым. Так, в реакции синтеза аммиака на железном катализаторе кислород и его соединения отравляют Fe обратимо; в этом случае при воздействии чистой смеси N₂ + H₂ поверхность катализатора освобождается от кислорода и отравление снижается. Соединения серы отравляют Fe необратимо, действием чистой смеси не удается восстановить активность катализатора. Для предотвращения отравления реагирующую смесь, поступающую на катализатор, подвергают тщательной очистке. К числу наиболее распространенных К. я. для металлических катализаторов относятся вещества, содержащие кислород (H₂ O, CO, CO₂ ), серу (H₂ S, CS₂ , C₂ H₂ SH и др.), Se, Te, N, Р, As, Sb, а также непредельные углеводороды (C₂ H₄ , C₂ H₂ ) и ионы металлов (Cu²⁺ , Sn²⁺ , Hg²⁺ , Fe²⁺ , Co²⁺ , Ni²⁺ ). Кислотные катализаторы обычно отравляются примесями основании, а основные — примесями кислот.

Лит. см. при ст. Катализ .

Каталог (библиотечн.)

Катало'г библиотечный, перечень произведений печати, имеющихся в библиотеке. Библиотечные К. служат средством раскрытия содержания библиотечного фонда, помощи читателям в выборе книг, руководства чтением в соответствии с идейно-политическими и культурно-просветительскими задачами библиотеки. Широта тематики и многообразие видов произведений печати, составляющих фонд библиотеки, а также существенные различия запросов читателей обусловливают необходимость создания сложной системы К., отличающихся своим назначением и структурой. Составление К. различных типов и видов является предметом каталогизации . Разработка теоретических и методических вопросов составления К. — одна из основных задач библиотековедения .

По назначению К. делятся на читательские, носящие справочно-рекомендательный характер, и служебные, включающие в себя также произведения, редко требуемые и устаревшие. По группировке материала К. бывают систематические, предметные, алфавитные, нумерационные и др. В систематических К. описания произведений печати группируются по отделам различных отраслей знания в соответствии с принятой в данной библиотеке классификацией библиотечно-библиографической . В предметных К. описания группируются не по отраслям, а в алфавитном порядке предметов (явлений, понятий, объектов), о которых идёт речь в произведениях печати. Описания произведений печати в алфавитных К. следуют в алфавитном порядке фамилий авторов или заглавий (если описание составлено под заглавием). В К. отражаются различные виды произведений печати: книги, периодические издания, географические карты, ноты, произведения печатной графики, стандарты, патенты и авторские свидетельства. Последние, в частности, отражаются в так называемых нумерационных К., в которых описания расставляются по специальным номерам, присвоенным данным изданиям.

Для каждой советской библиотеки обязательными являются систематический и алфавитный К., а также картотека газетно-журнальных статей, составленная обычно в систематическом порядке; предметные К. применяются в научных и специальных библиотеках. В республиканских, краевых, областных библиотеках создаются К. литературы и различного рода материалов о данной республике, крае, области — т. н. краеведческие К. и К. местной печати.

В крупных библиотеках наряду с генеральными К., отражающими фонд всей библиотеки, могут создаваться К., раскрывающие фонды её отделов. Если библиотека имеет филиалы, часто возникает необходимость иметь центральный К., т. е. единый К. на фонд библиотеки и всех её филиалов. Сводные К., значение которых особенно возросло в связи с расширением информационных функций библиотек и межбиблиотечного абонемента , отражают фонды нескольких самостоятельных библиотек и создаются чаще всего по территориальному или отраслевому признаку. К. рекомендуемой литературы для библиотек разных типов и видов (районных, сельских, детских и т.п.) носят название типовых К.

По форме К. бывают карточными, печатными (в виде книг), блоккарточными (в виде блокнота или альбома со свободно вставляющимися листами). Наиболее распространены карточные К., позволяющие своевременно вносить изменения и дополнения. Печатные К. имеют ряд преимуществ (большая обозримость, возможность использования вне библиотеки и т.д.), что делает их особенно удобными для применения в качестве типовых К., а также сводных К. ретроспективного характера.

З. Н. Амбарцумян.