course-details-portlet

TKP4155

Reaksjonskinetikk og katalyse

Velg studieår
Studiepoeng 7,5
Nivå Høyere grads nivå
Undervisningsstart Høst 2024
Varighet 1 semester
Undervisningsspråk Engelsk
Sted Trondheim
Vurderingsordning Skriftlig skoleeksamen

Om

Om emnet

Faglig innhold

Emnet er en introduksjon til viktige prinsipper og metoder i heterogen katalyse. Følgende tema blir omhandlet:

  • Betydningen av katalyse som nøkkelteknologi i bærekraftig kjemisk prosessindustri, ved energiproduksjon og i miljøteknologi.
  • Defininsjon av katalyse, elementær-reaksjoner og katalytiske sekvenser.
  • Moderne teorier for overflater og overflatereaksjoner.
  • Langmuir-Hinshelwood kinetikk.
  • Kinetikkmodellering, modelltilpasning og data-analyse.
  • Partikkelintern og partikkelekstern masse- og varmetransport, betydningen av diffusjon på reaksjonskinetikken.
  • Katalysatorfremstilling.
  • Flerfunksjonell katalyse.

Læringsutbytte

Kunnskap:

  • Ha kunnskap og oversikt over viktige industrielle katalytiske prosesser og de mest vanlige katalysatorene.
  • Ha kunnskap om hvordan katalysatorer anvendes i bærekraftige industrielle prosesser for å senke energibehovet og øke selektiviteten til ønsket produkt.
  • Være i stand til å identifisere reaksjonssekvenser og foreslå reaksjonsmekanismer for kjemiske reaksjoner.
  • Kjennskap til syntesemetoder for fremstilling av katalysatorer.
  • Vite hvordan interne og eksterne masseoverføringsbegrensninger påvirker kinetikken til katalytiske reaksjoner.
  • Forstå de viktigste deaktiveringsmekanismene for heterogene katalysatorer, og hvordan de påvirker kinetikken.
  • Kjenne til prinsippene for god eksperimentell praksis i kinetikkmålinger.
  • Forstå Langmuir-Hinshelwood kinetikkmodeller og å behandle kinetikkdata.

Ferdigheter:

  • Utlede hastighetsuttrykk for katalytiske reaksjoner basert på Langmuir-Hinshelwood kinetikk.
  • Designe katalytiske eksperimenter med kontroll over reaksjonskinetikken uten påvirkning av varme- og masseoverføringsbegrensninger.
  • Bruke kjemisorpsjonsdata og kinetikkdata til å beregne reaksjonshastigheter og spesifikk reaksjonshastighet.
  • Utarbeide og tilpasse kinetikkmodeller til eksperimentelle data.
  • Identifisere og skille mellom ulike deaktiveringsmekanismer for heterogene katalysatorer.
  • Identifisere interne og eksterne masseoverføringsbegrensninger ved hjelp av eksperimentelle kriteria.
  • Identifisere de individuelle elementær-reaksjoner.

Generell kompetanse:

  • Grunnleggende kjennskap til katalytiske reaksjoner og hvordan kinetikken til reaksjonene kan beregnes og anvendes i praksis.
  • Kjenne til viktige katalytiske reaksjoner, spesielt i energi og miljøsammenheng.
  • Studentene skal kunne identifisere om en reaksjon er kinetisk kontrollert eller om likevektsbegrensninger eller eksterne begrensninger som varme- eller masseoverføringsbegrensninger er tilstede.

Læringsformer og aktiviteter

Undervisningen består av 3 timer forelesninger og 2 timer øvinger per uke. Det forventes 7 timer selvstudium per uke. 7 øvinger må være bestått for å få adgang til eksamen. En score på 60% eller høyere kreves for å få godkjent en øving. Forelesningene og eksamen gis på engelsk.

Obligatoriske aktiviteter

  • Obligatoriske øvinger

Mer om vurdering

Dersom det arrangeres en kontinuasjonseksamen, kan eksamensformen endres fra skriftlig til muntlig.

Kursmateriell

I. Chorkendorff and J. W. Niemantsverdriet: Concepts of Modern Catalysis and Kinetics, 3rd edition

Studiepoengreduksjon

Emnekode Reduksjon Fra
SIK2060 7,5 sp
KP8903 7,5 sp Høst 2010
Dette emne har faglig overlapp med emnene i tabellen over. Om du tar emner som overlapper får du studiepoengreduksjon i det emnet du har dårligst karakter i. Dersom karakteren er lik i de to emnene gis det reduksjon i det emnet som er avlagt sist.

Fagområder

  • Teknologiske fag