催化作用和催化剂应用化工技术专业08课件.pptx

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——应用化工技术专业;;;?绝大多数工业催化剂由三部分组成:;1、活性组分;?有的具有两种类型的活性中心,称为双功能催化剂?如Pt/η-Al2O3重整催化剂:Pt-加氢脱氢活性中心,η-Al2O3-既是载体,又提供酸性中心,双功能催化剂可以是两组分的,每组分各司一职,双功能催化剂可以是两组分的,每组分各司一职,也可以是单一化合物表现出多功能,如Cr2O3、MoO2、WS2等既有酸催化活性,也有加氢脱氢活性。

;?助剂本身没有或只有很低的活性,以少量加

入催化剂后,与活性组分或载体发生相互作

用,使催化剂的活性、选择性得到显著改善

?助剂按作用机理的不同,一般可分为:结构型助剂,调变(电子)型助剂

;①结构型助剂,提高活性组分的分散性和热稳定性

?最早的氨合成催化剂是由Fe3O4还原的α-Fe,活性只能维持几小时,高温烧结降低α-Fe的比表面积

?熔融Fe3O4中加入百分之几耐高温的Al2O3,冷却后表面形成了镶嵌着α-Fe的Al2O3薄膜:隔开α-Fe的细小晶粒,增加催化剂的活性比表面积

阻碍α-Fe晶粒的高温烧结,提高了催化剂的热稳定性

?延长了催化剂的使用寿命(5~10年)

?光电子能谱研究表明,Al2O3主要稳定α-Fe的活性晶面;?改变主剂的电子授受能力(即与反应物分子的成键能力)

?Fe-Al2O3的热稳定性很高,但对氨合成反应的活性较低,

需要再加入少量的施主(给电子)型助剂K2O

增加Fe的电子云密度,提高对N2分子的活化能力

中和Al2O3助剂的酸性,提高催化剂的选择性

?有时一种助剂兼有结构和调变双重功能

?如加氢精制Co-Mo/Al2O3催化剂中的CoS

搀入Mo层提高Mo的分散度

与MoS2结合,形成CoMoS活性位

渗入载体Al2O3中,增强了催化剂的酸性位;?有时加入助剂是为了改善载体性能,提高载体的热稳定性,或抑制不需要的活性中心

?载体Al2O3的比表面积较大,有一定酸性,高温下转变为表面积较小的Al2O3,加入少量(1~2%)的SiO2或ZrO2,能明显提高Al2O3的相转变温度加入少量碱性MgO或KOH,可中和γ-Al2O3的酸性,减少催化剂的结焦。

;?固体催化剂特有的组分,在催化剂中含量最多,可分???惰性载体和活性载体。

?惰性载体耐高温,强度大,常用于高温操作条件,常用的有α-Al2O3、钙钛石、SiC、高岭土等

?活性载体有贮氢(氧)性能或有酸性,强度稍差,多用于加氢、裂化反应,如硅铝胶,γ或η-Al2O3

?活性组分通过负载、混合、共沉淀等与载体结合

;载体的主要功能;延时符

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