催化作用与催化剂解析.pptxVIP

催化作用与催化剂解析;2.1 催化作用的定义与特征; ; 活性组分 (active components) 载体 ( support or carrier) 助催化剂 (promoter) ;三者关系;（1）定义 催化剂活性组分的分散剂，粘合物或支撑体，是负载 催化剂活性组分的骨架 负载型催化剂 ： 将活性组分、助催化剂组分负载于载体上，所制得的 催化剂 ① 乙烯 — 环乙烷 Ag /α－Al2O3 ② 丙烯气相氧化丙烯醛反应 反应特点： 丙烯 丙烯醛 对Cat要求： 提供足够表面； 具有气体分子输送的粗孔道;常用载体类型; 高熔点载体; 是催化剂的辅助成分，可以得到所期望的活性、 选择性和稳定性 （1）帮助载体 控制载体的稳定性 900℃ α-Al2O3 （表面积变小） 低温下 三年也有显著变化 加入SiO2 或 ZrO2 （1~ 2%） γ-Al2O3 相变温度提高，避免长期积累的变化; 防止Cat 积炭 ： 加入少量K2O（碱性组分）毒化酸中心 双功能催化剂 ： 重整Cat 加入氯化物离子，额外加强酸性 ; 调变形 改变其电子因素（d 带空穴数、导电率、电子逸出功） 和几何因素 作用： ① 使活性物微晶形成晶格缺陷 ② 产生新的晶相，具有不同的催化性质 ③ 产生或增多Cat中晶相间和微晶间的活性界面数目 ;（3）一些主要过程常用助Cat和其功能;2.3 对工业催化剂的要求;一、估量一个催化剂价值的四个重要因素 催化活性 （catalytic activity） 选择性 （ selectivity） 寿命 （lifetime） 经济性 （cost） ;1、催化活性 反映催化剂转化反应物能力的大小，表示催化剂加快化学反应速率程度的一种度量。这种能力大，活性就高，否则，活性就低。;转换频率 (Turnover frequency TOF);转化率 (Conversion );反应速率 (Reaction rate) ;活化能 (Activation energy);;原料昂贵，产物和副产物分离困难：选择高选择性催化体系。 原料便宜，产物和副产物分离不困难：选择高转化率 无选择性的反应（燃烧）：只要求反应转化率 ? 影响转化率和选择性的因素 a. 化学的（组成与酸性等）和物理的（外貌、强度等） b. Cat结构 活性组分在表面结构上的定位和分布； 微晶的粒度大小； 载体的孔结构、孔径分布和孔容。 选择性氧化等连串型催化反应。内扩散阻力一般需降低。 ; 催化剂寿命;; 结论： 贵金属催化剂运转时间长，比便宜的催化剂更经济。 考虑到经济因素：选择性 寿命 活性 可再生反复使用催化剂，再生与寿命关系。 ; 二、催化剂的性能;2、稳定性 热稳定性 —— 高温下长期具有一定水平的活力 温度对固体催化剂稳定性的影响 活性组分挥发、流失 负载金属烧结 烧结：粉状或粒状物料经加热至一定温度而固结的过程 通常超过0.5Tm易烧结（Tm 熔点 ） 微晶长大 —— 晶格破坏或晶格缺陷减少 ; 结论： a. 异构化反应增加； b. 芳烃产量减少； c. 加氢裂化反应变化不大。 孔消失或孔径分布发生变化，表面积减少，活性位数 减少，催化剂活性下降。 ; Cat为低熔点金属时 加入高熔点难还原的氧化物（助催化剂）。 例 低温水煤气变换反应： 催化剂Cu — ZnO — Al2O3