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        工業中催化劑的選擇(催化劑的性能)

        2021-11-26 11:06:56發布

        一、催化劑選用中應注意催化劑的特殊性能

        1催化劑具有特殊的選擇性

        當反應能按熱力學可能的方向同時發生幾個不同的反應時,某一種催化劑只能加速某一特定反應,而不能加速所有的反應,這種性質稱為催化劑的選擇性。利用催化劑的選擇性可使化學反應朝著人們所期望的方向進行,從而抑制某些所不需要的反應。
            

        2)每種催化劑都有它特定的活性溫度

        催化劑發生顯著作用的溫度,稱為活性溫度。低于活性溫度范圍的下限,反應速度很慢,或不起催化作用;高于活性溫度范圍的上限,催化劑會很快衰老或喪失活性,甚至被燒毀。每種催化劑在一定的溫度范圍內才具有活性的原因,是催化劑吸附氣體分子屬于化學吸附,它需要相當的能量,因此只有當溫度高于某一低值時,化學吸附才能以顯著的速度進行。

         

        3每一種催化劑都有中毒、衰老的特性

        催化劑中毒是由于反應氣體中混有某些能使催化劑喪失活性的成分。這些成分對催化劑而言,稱為“有毒”成分,且極微量的有毒成分就能使其催化劑失去活性。衰老是由于催化劑長期處于高溫和氣流沖刷等惡劣條件下,引起的催化劑表面物理結構變化而使活性衰減。

           二、催化劑的選用

        良好的催化劑應滿足如下條件:

        ①活性高,在較低的溫度下達到較高的轉化率;

        ②有一定的選擇性,盡量不產生副反應;

        ③機械強度高、抗毒性強、熱穩定性好;

        ④成本低。


        目前催化劑的制備和選用需依靠經驗和實驗確定。一般而言,貴金屬催化劑的活性較高,選擇性較小,不易中毒,但資源少,成本高;非貴金屬催化劑的活性較低,有一定的選擇性,資源豐富,成本低,但易中毒,且中毒通常都是永久性中毒(即無法復活),熱穩定性較差。


        在大氣污染控制中,催化燃燒法的關鍵是催化劑。目前應用較多的催化劑是鉑、鈀等貴金屬催化劑,具有活性高、選擇性小等優點,但資源少。其次是含有錳、銅、鉻、鈷、鎳等金屬氧化物,以及稀土等的非貴金屬催化劑,盡管其活性稍低,但資源豐富,如能正確使用,很有前途,但由于其活性低壽命短等原因,目前還處于研究試用之中。貴金屬催化劑分為:①全金屬催化劑,該催化劑一般以鎳或鎳鉻合金為載體做成帶、片、丸、絲等形狀,然后將鉑、鈀“化學鍍”(即溶液浸漬)或“電鍍”于上述載體上,并制成便于裝配、拆卸的模屜或籃筐的催化床構件;②氧化鋁為載體的催化劑,一般是以陶瓷結構作為支架,在陶瓷結構上涂敷一層僅0.13mm的一氧化鋁薄層,而活性的鉑、鈀金屬就以微晶狀態沉積或分散在多孔的氧化鋁薄層中。陶瓷結構可做成小球、棒狀、蜂窩狀等形狀。國內應用的催化劑主要品種見表15-1。



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