Селективность и активность гетерогенных катализаторов тесно связаны с их поверхностной структурой и наличием дефектов. Вот несколько ключевых аспектов этой связи:

Поверхностная структура: Гетерогенные катализаторы часто имеют сложную многослойную структуру, включая активные сайты, которые определяют взаимодействие катализатора с реагентами. Различные кристаллические грани могут иметь разные каталитические свойства, что приводит к различной активности и селективности при определенных реакциях. Например, определенные грани могут способствовать более эффективному адсорбированию реагентов.

Дефекты: Дефекты в кристаллической решетке катализаторов (например, вакансии, замещения или межслойные дефекты) могут существенно влиять на их каталитические свойства. Дефекты могут действовать как дополнительные активные центры, которые облегчают адсорбцию и взаимодействие реагентов, а также предоставляют новые пути реакций, что может повысить селективность.

Адсорбция и активные центры: Селективность катализаторов зависит от того, как реагенты адсорбируются на поверхности. Наличие дефектов может улучшить адсорбцию определенных молекул и снизить адсорбцию других, что влияет на выбор реакции и конечные продукты.

Структурная изменчивость: Некоторые катализаторы способны менять свою структуру в процессе работы (например, изменение оксидов металлов), что также может влиять на активность и селективность. Если изменение структуры открывает новые активные сайты, это может привести к изменению каталитического поведения.

Поддержка и взаимодействие: Важно также учитывать, как катализатор взаимодействует с поддержкой (если такая есть), поскольку это взаимодействие также может влиять на поведение активных центров, их стабильность и доступность для реагентов.

Таким образом, для оптимизации селективности и активности гетерогенных катализаторов необходимо тщательно изучать их поверхностную структуру и влияние различных дефектов, а также разрабатывать методы для их контроля и модификации.