催化剂的组成与功能.doc

(完整版)催化剂的组成与功能催化剂的组成与功能催化剂的组成：活性组分载体助催化剂催化剂组分与功能关系：一、 活性组分它是催化剂的主要组分,有时由一种物质组成，有时由多种物质组成如:乙烯氧化制环氧乙烷的银催化剂；丙烯氨氧化制丙烯腈用的钼和铋催化剂活性组分的分类:二、 载体载体是催化剂活性组分的分散剂、粘合剂和支撑物，是负载活性组分的骨架.例如，乙烯氧化制环氧乙烷催化剂中的Ag就是负载在“-Al2O3上的,这里的Al2O 3称为载体。载体还常分为惰性载体与活性载体。严格来说，催化剂中的组分都不是惰性的，都对主剂与助剂有所影响，只不过活性载体的作用更为明显而已。载体的作用与助催化剂的作用在很多方面有类似之处,不同的是载体量大，助催化剂量小；前者作用较缓和，后者较明显.另外，由于载体量大，可赋予催化剂以基本的物理结构与性能，如孔结构、比表面、宏观外形、机械强度等。此外，对主催化剂和助催化剂起分散作用,尤其对贵金属既可减少其用量,又可提高其活性，降低催化剂成本.作为高效催化剂，活性组分与裁体的选择都非常重要。下面是载体的分类和部分常见载体的种类：催化剂的活性随载体比表面的增加而增加，为获得较高的活性，往往将活性组分负载于大比表面载体上。载体与催化剂的活性、选择性、热稳定性、机械强度以及催化过程的传递特性有关，因此，在筛选和制造优良的催化剂时，需要弄清载体的物理性质和它的功能。催化剂组分与含量的表示方法：例如：合成氨催化剂FeK2O-Al2O3用“将催化剂中的各组分隔开:加氢脱硫催化剂CoMo/Al2O3，斜线上为主剂和助剂,斜线下为载体。各组分的含量可用重量、重量比表示，也可用原子、原子比表示。载体的功能：n 提供有效的表面和适宜的孔结构n 增强催化剂的机械强度n 改善催化剂的传导性n 减少活性组分的含量n 载体提供附加的活性中心n 活性组分与载体之间的溢流现象和强相互作用理想的催化剂载体应具备的特性能适应某一特定反应的外形；有足够的抗破碎强度；有足够的反应表面和合适的孔结构；有足够的稳定性,包括活性稳定性与热稳定性；导热、热容量及堆密度适中;不含使催化剂中毒的物质；原料易得，载体制备过程简便。三、 助催化剂定义：加入少量的某种物质，可以显著改善催化剂效能，包括活性，选择性与稳定性和寿命等。 它是通过改变催化剂的化学组成、化学结构、离子价态、酸碱性、晶格结构、表面结构、孔结构、分散状态、机械强度等来提高催化剂的性能。助催化剂的分类：（1）结构型助催化剂（2）电子型助催化剂：（3）晶格缺陷型助催化剂：使活性物质晶面的原子排列无序化，增大晶格缺陷浓度来提高催化剂的催化活性。第（2）、（3)类也合称为调变性助催化剂结构型助催化剂：作用：提高活性组分的分散性和热稳定性.原理：能使催化活性物质粒度变小、表面积增大，防止或延缓因烧结而降低活性等，工业催化过程通常在几百度的条件下进行,本来不稳定的微晶容易烧结，因而导致催化剂的活性下降.而助催化剂的加入可以阻止或减缓微晶的增长速度,从而延长催化剂的使用期限。例如：合成氨的铁催化剂,加入少量的Al2O3 电子型助催化剂：作用：改变催化剂活性物质的结构和化学组成，促进催化活性选择性.原理:催化剂活性组分的空d轨道能接受助催化剂提供的电子,改变了活性组分的电子结构，提高了催化剂的活性和选择性；可能生成新的晶相,或者也可能产生或增多催化剂中晶相或微晶间活性界面的数目.从而提高活性或选择性。例如：FeAl2O3 中加入K2O常见助催化剂举例：