椰殼活性炭作為催化劑載體所具備的條件及載體作用
椰殼活性炭作為催化劑載體所具備的條件及載體作用,所謂的載體是固體催化劑中主催化劑和助催化劑的分散劑、黏合劑和支撐體。載體的作用是多方面的,可以歸納如下。
(1)分散作用
多相催化是一種界面現象,因此要求催化劑的活性組分的分散度,使其處于微米級或原子級的分散狀態,載體可以分散活性組分為很小的粒子,并保持其穩定性。例如將貴金屬Pt負載于AL₂O₃載體上,使Pt分散為納米級粒子,成為高活性催化劑,從而大大提高貴金屬的利用率。
(2)穩定化作用
載體可以對催化劑起到穩定化作用,防止活性組分的微晶發生半熔或再結晶。載體能把微晶阻隔開,防止微晶在高溫條件下遷移。例如,烯類蒸汽轉化制氫催化劑,選用鋁/鎂尖晶石作載體時,可以防止活性組分Ni微晶在高溫(1073K)下的晶粒長大。
(3)支撐作用
載體可賦予固體催化劑一定的形狀和大小、使之符合工業反應對其流體力學條件的要求。載體還可以使催化劑具有一定的機械強度,在使用過程中使之不破碎或粉化,以避免催化劑床層阻力增大,從而使流體分布均勻,保持工藝操作條件穩定。
(4)傳熱和稀釋作用
對于強放熱或強吸熱反應,通過選用導熱性好的催化載體,可以及時移走反應熱量,防止催化劑表面溫度過高。對于高活性的活性組分,加入適量載體可起稀釋作用,降低單位容積滑稽的活性,同時也可以提高活性組分的熱穩定性。
(5)助催化作用
載體除上述物理作用外,還有化學作用。載體和活性組分或助催化劑產生化學作用會導致催化劑的活性、選擇性和穩定性發生變化。在高分散負載型催化劑中,氧化物載體可對金屬原子或離子活性組分發生強相互作用或誘導效應,這將起到助催化作用。載體的酸、堿性質還可與金屬活性組分產生多功能催化作用,是載體也成為活性組分的一部分,組成雙功能催化劑。
椰殼活性炭作為催化劑載體的條件
椰殼活性炭作為載體有以下優點:價格低廉,耐酸、堿性質穩定,具有發達的孔隙結構,巨大的比表面積和優良的吸附性能。另外負載在活性炭上的貴金屬通過炭載體的燃燒較易回收,而且活性炭的表面積、孔結構及表面官能團都會影響催化劑的性質,而炭載體的這些參數可以通過物理及化學處理的方法加以修飾,使催化劑具有更大的調整和適應范圍,因襲活性炭為載體的應用日益廣泛。以活性炭作為載體的催化劑催化的反應類型包括鹵化、氧化還原、樹脂單體制造、聚合、異構化以及其他各種反應。活性炭作為催化劑載體的一些催化反應見如下表。
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