固体催化材料之构架材料：整体式、骨架金属催化剂 2015.pptx

整体式催化剂（蜂窝、构件、结构化催化剂）骨架金属催化剂Structured catalysts、 Monolithic Catalysts、Skeletal Metal Catalysts; Structured Catalysts and Reactors, Second Edition by Andrzej Cybulski, Jacob A. Moulijn, CRC | ISBN 0824723430 | 2 edition (November 2, 2005);Novel Concepts in Catalysis and Chemical Reactors: Improving the Efficiency for the Future Andrzej Cybulski, Publisher: Wiley-VCH | ISBN: 3527324690 | 2010 | 392 pages ;根据在反应器中径向传质速度的大小，构件化催化剂一般可分为三种类型： 整体式催化剂（monolithic catalysts）； 膜催化剂（membrane catalysts）； 排列式催化剂（arranged catalysts). ;膜催化剂;排列式催化剂;整体式催化剂通常是指那些具有许多狭窄、直的或是弯曲的平行通道的整体结构催化剂。由于早期开发的陶瓷载体催化剂的横截面呈蜂窝结构，故又称之谓蜂窝状催化剂。该类催化剂的基本特性是通道内存在有限的径向混合，而相邻通道间几乎无任何传质作用。整体式催化剂的基本构造是由载体、涂层和活性组分三部分组成。;Monoliths;整体式催化剂通常由三部分构成：结构化基体、涂层及催化活性组分，最常用的基体材料是陶瓷或金属。 金属基体的几何表面积大且具有较好的几何结构，同时具有良好的导热性和高机械强度。但金属基体涂覆多孔材料困难且涂层容易脱落，所以其在工业应用中受到一定程度的限制。 堇青石蜂窝陶瓷由于具有优良的抗热冲击性、低膨胀性、耐磨损性、良好的吸附性以及较高的机械强度而广泛用作结构化催化剂基体。;整体式块状材料 ;堇青石质蜂窝陶瓷载体;蜂窝陶瓷工业填料;蜂窝陶瓷灶具片红外催化燃烧器 ;柴油车壁流式颗粒捕集器;金属蜂窝载体及催化剂;TiO2均质整体式蜂窝;整体式活性炭;从20世纪50年代开始，Johnson等在规整载体制备技术方面做了大量工作，使规整载体在多个领域实现了工业应用，如最早用于热交换器的内构件等。随后，Anderson把催化剂与规整载体相结合制备得到规整结构催化剂，并首次实现了工业应用，用于固定污染源硝酸尾气的脱色处理；之后，Keith等把这种规整结构催化剂技术开始探索性地用于汽车尾气排放控制，希望进一步拓宽了??件催化剂的应用领域。由于构件催化剂所具有的显著特征，从20世纪60年代后期开始，汽车制造商和产生大量有害气体排放的工业企业才开始对其展开了应用研究。结果表明，使用这种催化剂的催化转化效率极高。它在汽车尾气处理上的应用促进了规整载体制备技术及构件催化剂技术的发展，发明了堇青石陶瓷和挤出制造工艺，实现了自动化连续生产，也为催化剂的自动化连续生产奠定了基础。从1975年第一辆汽车安装了催化转化器，至今全球安装超过了27.5亿辆。与此同时，开始了构件催化剂在排放控制、催化氧化、选择催化还原和在燃烧方面的应用研究;20世纪80年代，不仅开始研究规整结构催化剂在单相流体(气相)催化反应体系中的应用，而且也开始研究其在其他催化反应，如多相催化体系中的应用。瑞典Chalmers科技大学化学反应工程领域的科学家首先进行了此方面的研究，并提出将构件剂应用于葸醌加氢。这一想法被EKA化学公司所采纳，在其并入Akzo-Nobel公司后实现了工业化，是构件催化剂在气液固多相催化反应中实现的第一个工业化应用，现已全部应用于Akzo-Nobel公司的双氧水生产.;催化应用;其他催化应用;催化燃烧陶瓷板;整体式块状载体的特点;颗粒状催化剂由于受传质限制其转化率不仅取决于颗粒大小，也取决于反应器高度；一般要求反应器直径应为催化剂颗粒直径的10倍以上，反应器长径比也应在3～5以上。因此，水平反应器不适合使用颗粒状催化剂。此外，由于压力波动或运转期间催化剂体积收缩，或其他机械因素会使催化剂颗粒流动，易产生沟流。通常要求颗粒状催化剂固定床必须垂直设置，气流要自上而下或自下而上通过来防止催化剂颗粒因流动而短路。 整体式块状催化剂的外形与极限传质转化率无关，也就是说瘦长形的整体式块状催化剂与粗短形的整体式块状催化剂在流速相同时的性能相同。这就使整体式块状催化剂能用于水平式反应器。这一特点尤其适合汽车尾气净化催化剂的安装。反应组分（气态或液态）一旦进入整体式催化剂通道就不再发生混