有哪些方法可判断气固反应一级过程的控制环节

Question

如题所述

Answer 1

（1）反应组分从流体主体向固体催化剂外表面传递（外扩散过程）；
（2）反应组分从催化剂外表面向催化剂内表面传递（内扩散过程）；
（3）反应组分在催化剂表面的活性中心吸附（吸附过程）；
（4）在催化剂表面上进行化学反应（表面反应过程）；
（5）反应产物在催化剂表面上脱附（脱附过程）；
（6）反应产物从催化剂内表面向催化剂外表面传递（内扩散过程）；
（7）反应产物从催化剂外表面向流体主体传递（外扩散过程）。
第一和第七步是气相主体通过气膜与颗粒处表面进行物质传递，称为外扩散过程；第二和第六步骤是颗粒内的传质，称为内扩散过程；第三和第四步是在颗粒表面上进行化学吸附和化学脱附的过程；第五步是在颗粒表面上进行的表面反应动力学过程。以上七个步骤是前后串联的：

由此可见，气固相催化反应过程是个多步骤过程。如果其中某一步骤的速率与其他各步的速率相比要慢得多，以致整个反应速率取决于这一步的速率，该步骤就称为速率控制步骤。当反应过程达到定态时，各步骤的速率应该相等，且反应过程的速率等于控制步骤的速率。