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催化剂评价装置厂家详解催化剂的组成成分及作用机理

点击次数:426 发布时间:2017-11-25
一、催化剂的组成成分
 
    在某些反应中,单一的元素或化合物可作为催化剂;但在多数场合为了使催化剂具备特定的性能,常由几种成分配合而成。

     催化剂评价装置厂家按各种组分作用的不同可分为催化活性组分、助催化剂、催化剂载体等。活性组分是使催化剂具备活性所必需的成分,例如催化加氢用的镍-硅藻土催化剂中的镍、氨合成用的Fe-K2O-Al2O3催化剂中的铁。固体催化剂是借助其表面与作用物接触才发生催化作用的,故多数为具有较高比表面积的物质。但并非固体的全部表面均具有催化活性,具有活性的部分称为催化活性中心或活性位。活性中心的组成、构造及其生成和破坏,在催化理论和实践中均具有重要意义。助催化剂是一类能改善活性组分的催化性能的物质。为了提高活性组分的分散度和利用率,并使催化剂具有一定的形状,许多固体催化剂中的活性组分是载于载体上的,如镍-硅藻土催化剂中的硅藻土即为载体。在有些工业催化剂配方中,还需要加入具有其他作用的组分,如在固体催化剂中加入提高机械强度用的粘结剂。 
 
二、催化剂的作用机理
 
    由于催化剂对反应有严格的选择性,催化剂的应用有很强的专一性。对于催化剂的作用机理已进行了许多研究,有助于对催化剂的选择。催化剂的作用机理可分三类。
 
①离子型反应机理。可从广义的酸、碱概念来理解催化剂的作用,所用的催化剂多数为酸、碱、盐类,如氧化铝,硅酸铝等。多数为非过渡元素的化合物,具有催化裂化、异构化、烷基化、水合、脱水等反应的功能。
 
②自由基型反应机理。催化剂与反应物间因氧化-还原作用而使后者活化,在反应过程中涉及催化剂元素的价态变化,所用催化剂的材质多数为金属、金属氧化物、金属硫化物,如镍、铂、氧化钒、氧化铬、硫化钼等。它们多数是过渡元素及其化合物,具有催化加氢、脱氢、氧化等反应的功能。
 
③络合反应机理。催化剂与反应物发生配位作用而使后者活化,所用的催化剂称络合催化剂。 
  
   选择催化剂的另一途径是选用具有同类功能的已知催化剂,例如已知镍为乙烯加氢催化剂,可以试用作丙烯的加氢催化剂。但由于反应的差异和催化剂的专一性,必须用实验加以验证。 
  
   有些化学过程的结果,是几种不同反应机理的反应总和,要求几种催化活性组分加以配合,以具有多种功能,称多功能催化剂。例如催化重整所用催化剂中的铂对加氢、脱氢有催化功能,氧化铝对异构化有催化功能。 
  
    在选择催化剂时还必须注意:催化剂的性能不仅取决于其活性组分,而且是各种成分的性质及其相互影响的总和,此外还必须考虑其对反应装置、反应工艺的适应性。
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