資源描述：
《工業(yè)催化-催化劑的組成與功能.ppt》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫(kù)。
1、2.2催化劑的組成與功能活性組分載體助催化劑2.2.1催化劑的組成催化劑活性組分載體助催化劑主要功能：化學(xué)活性高表面積、孔結(jié)構(gòu)、機(jī)械強(qiáng)度等對(duì)活性組分/載體改性催化劑組分與功能關(guān)系一、活性組分它是催化劑的主要組分，有時(shí)由一種物質(zhì)組成，有時(shí)由多種物質(zhì)組成如：乙烯氧化制環(huán)氧乙烷的銀催化劑；丙烯氨氧化制丙烯腈用的鉬和鉍催化劑類別導(dǎo)電性催化反應(yīng)舉例活性組分金屬導(dǎo)電性（氧化、還原反應(yīng)）選擇性加氫選擇性氫解選擇性氧化Fe、Ni、PtPd、Cu、Ni、PtAg、Pd、Cu過渡金屬氧化物、硫化物半導(dǎo)體（氧化還原）選擇性加氫、脫氫氫解氧化Zn
2、OCuONiOCr2O3MoS2、Cr2O3Fe2O3-MoO3非過渡元素氧化物絕緣體（碳離子反應(yīng)）（酸堿反應(yīng)）聚合、異構(gòu)裂化脫水Al2O3、SiO2-Al2O3SiO2-Al2O3、分子篩分子篩活性組分的分類二、載體載體是催化劑活性組分的分散劑、粘合劑和支撐物，是負(fù)載活性組分的骨架。例如，乙烯氧化制環(huán)氧乙烷催化劑中的Ag就是負(fù)載在“α—Al2O3上的，這里的α—Al2O3稱為載體載體還常分為惰性載體與活性載體。嚴(yán)格來(lái)說，催化劑中的組分都不是惰性的，都對(duì)主劑與助劑有所影響，只本過活性載體的作用更為明顯而已。載體比表面孔容積
3、低比表面非孔隙性剛玉0~10.33~0.45碳化硅<10.4粗孔性浮石0.04-硅藻土2~300.51~0.61石棉1~16-耐火磚<1-高比表面（細(xì)孔性）經(jīng)過處理的天然產(chǎn)物無(wú)機(jī)的骨架產(chǎn)品鐵釩土1500.25白土150~2800.3~0.5氧化鋁（牌號(hào)AlcoaXF-10）1000.3氧化鋁（牌號(hào)AlcoaXF-21）2000.3氧化鎂30~1400.3合成凝膠氧化硅、氧化鋁3500.5催化裂化催化劑400~6000.6~0.9硅膠400~8000.4~4.0有機(jī)產(chǎn)品活性炭900~12000.3~2.0載體的作用與助催化劑
4、的作用在很多方面有類似之處，不同的是載體量大，助催化劑量小；前者作用較緩和，后者較明顯。另外，由于載體量大，可賦予催化劑以基本的物理結(jié)構(gòu)與性能，如孔結(jié)構(gòu)、比表面、宏觀外形、機(jī)械強(qiáng)度等。此外，對(duì)主催化劑和助催化劑起分散作用，尤其對(duì)貴金屬既可減少其用量，又可提高其活性，降低催化劑成本。作為高效催化劑，活性組分與裁體的選擇都非常重要。催化劑的活性隨載體比表面的增加而增加，為獲得較高的活性，往往將活性組分負(fù)載于大比表面載體上。載體與催化劑的活性、選擇性、熱穩(wěn)定性、機(jī)械強(qiáng)度以及催化過程的傳遞特性有關(guān)，因此，在篩選和制造優(yōu)良的催化劑時(shí)
5、，需要弄清載體的物理性質(zhì)和它的功能。催化劑組分與含量的表示方法例如：合成氨催化劑Fe—K2O—Al2O3用“—’將催化劑中的各組分隔開：加氫脫硫催化劑Co—Mo/α—Al2O3，斜線上為主劑和助劑，斜線下為裁體。各組分的含量可用重量％、重量比表示，也可用原子％、原子比表示。三、助催化劑定義：加入少量的某種物質(zhì)，可以顯著改善催化劑效能，包括活性，選擇性與穩(wěn)定性和壽命等。它是通過改變催化劑的化學(xué)組成、化學(xué)結(jié)構(gòu)、離子價(jià)態(tài)、酸堿性、晶格結(jié)構(gòu)、表面結(jié)構(gòu)、孔結(jié)構(gòu)、分散狀態(tài)、機(jī)械強(qiáng)度等來(lái)提高催化劑的性能。（1）結(jié)構(gòu)型助催化劑：（2）電子
6、型助催化劑：（3）晶格缺陷型助催化劑：使活性物質(zhì)晶面的原子排列無(wú)序化，增大晶格缺陷濃度來(lái)提高催化劑的催化活性。第（2）、（3）類也合稱為調(diào)變性助催化劑助催化劑的分類結(jié)構(gòu)型助催化劑作用：提高活性組分的分散性和熱穩(wěn)定性。原理：能使催化活性物質(zhì)粒度變小、表面積增大，防止或延緩因燒結(jié)而降低活性等，工業(yè)催化過程通常在幾百度的條件下進(jìn)行，本來(lái)不穩(wěn)定的微晶容易燒結(jié)，因而導(dǎo)致催化劑的活性下降。而助催化劑的加入可以阻止或減緩微晶的增長(zhǎng)速度，從而延長(zhǎng)催化劑的使用期限。例如：合成氨的鐵催化劑，加入少量的Al2O3電子型助催化劑作用：改變催化劑活
7、性物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和化學(xué)組成，促進(jìn)催化活性選擇性。原理：催化劑活性組分的空d軌道能接受助催化劑提供的電子，改變了活性組分的電子結(jié)構(gòu)，提高了催化劑的活性和選擇性；可能生成新的晶相，或者也可能產(chǎn)生或增多催化劑中晶相或微晶間活性界面的數(shù)目。從而提高活性或選擇性。例如：Fe－Al2O3中加入K2O主要活性物質(zhì)反應(yīng)類型助催化劑載體Al2O3脫氫KOH，CaO，BaO，MgO，Ba(OH)2裂解K2O,Be2OFe,Fe2O3,SiO2脫水ZnO,ThO2,CaO,MgOCr2O3脫氫K2O,Na,K,Rb,BeO,CaO,MgO,AlPO
8、4,SiO2,CeO2,SnO2,ZrO2,ThO2,Sb2O5,SAl2O3,MgO,ZnO,粘土裂解MgO,MnO2,Al2O3,Be,Ti,Zn費(fèi)托合成MgO,ThO2,脫水KOH，F(xiàn)e2O3,Al2O3,活性炭Cu或CuO脫氫K,Na,Ca,Mg,MgO,Ba(NO2)2,U+3,Al2O3+T
