Промоторы представляют собой вещества, которые не обладают каталитической активностью сами по себе, но способны существенно изменять активность и селективность катализаторов. Их действие основано на модификации поверхностных свойств каталитических систем, включая изменение электронной структуры активных центров, повышение доступности активных площадок и стабилизацию промежуточных соединений. Промоторы применяются в гетерогенном каталозе, в частности для реакции гидрирования, окисления и аммонизации.
Электронные промоторы Их основная функция заключается в изменении электронного состояния активных центров катализа.
Структурные промоторы Эти вещества влияют на морфологию и текстуру поверхности катализатора, увеличивая площадь активных центров и обеспечивая оптимальное расположение атомов.
Селективные промоторы Их задача заключается в повышении избирательности катализатора к желаемому продукту, часто за счёт блокирования нежелательных реакционных центров.
Модификаторы — это вещества, которые не обязательно классифицируются как промоторы, но способствуют изменению адсорбционных и каталитических свойств поверхности. Они воздействуют на катализатор через химическое и физическое взаимодействие с носителем и активными центрами.
Электронная перестройка активных центров Присоединение промотора изменяет локальный заряд атомов металла, что облегчает активацию молекул реагента.
Стабилизация промежуточных соединений Промоторы и модификаторы способны создавать дополнительные точки взаимодействия для промежуточных молекул, предотвращая их десорбцию до завершения реакции.
Контроль адсорбции и десорбции Изменение природы поверхности влияет на энергетику адсорбции молекул реагента и продуктов, повышая скорость целевых реакций и снижая побочные процессы.
Модификация морфологии и пористой структуры Влияние на размер кристаллитов и распределение пор позволяет увеличить удельную площадь поверхности активного катализатора и улучшить доступ реагентов к активным центрам.
Промоторы часто способствуют устойчивости к деактивации, предотвращая агломерацию металлов, снижение площади поверхности и накопление отложений. Электронные промоторы уменьшают степень окисления активных центров, а структурные — укрепляют носитель и поддерживают высокую пористость при высоких температурах.
В последние годы развивается нанотехнологический подход к промоторам и модификаторам: использование наночастиц, композитных оксидов, функционализированных поверхностей. Это позволяет более точно контролировать активность, селективность и долговечность каталитических систем. Особое внимание уделяется мультифункциональным промоторам, которые одновременно повышают активность, селективность и устойчивость катализатора.
Эффективная комбинация промоторов и модификаторов является ключевым фактором для создания современных каталитических систем с оптимальными эксплуатационными характеристиками.