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1、2.2催化剂的组成与功能活性组分载体助催化剂2.2.1催化剂的组成催化剂活性组分载体助催化剂主要功能：化学活性高表面积、孔结构、机械强度等对活性组分/载体改性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类别导电性催化反应举例活性组分金属导电性（氧化、还原反应）选择性加氢选择性氢解选择性氧化Fe、Ni、PtPd、Cu、Ni、PtAg、Pd、Cu过渡金属氧化物、硫化物半导体（氧化还原）选择性加氢、脱氢氢解氧化Zn
2、OCuONiOCr2O3MoS2、Cr2O3Fe2O3-MoO3非过渡元素氧化物绝缘体（碳离子反应）（酸碱反应）聚合、异构裂化脱水Al2O3、SiO2-Al2O3SiO2-Al2O3、分子筛分子筛活性组分的分类二、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“α—Al2O3上的，这里的α—Al2O3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，只本过活性载体的作用更为明显而已。载体比表面孔容积
3、低比表面非孔隙性刚玉0~10.33~0.45碳化硅<10.4粗孔性浮石0.04-硅藻土2~300.51~0.61石棉1~16-耐火砖<1-高比表面（细孔性）经过处理的天然产物无机的骨架产品铁钒土1500.25白土150~2800.3~0.5氧化铝（牌号AlcoaXF-10）1000.3氧化铝（牌号AlcoaXF-21）2000.3氧化镁30~1400.3合成凝胶氧化硅、氧化铝3500.5催化裂化催化剂400~6000.6~0.9硅胶400~8000.4~4.0有机产品活性炭900~12000.3~2.0载体的作用与助催化剂
4、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。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
5、，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Fe—K2O—Al2O3用“—’将催化剂中的各组分隔开：加氢脱硫催化剂Co—Mo/α—Al2O3，斜线上为主剂和助剂，斜线下为裁体。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。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。（1）结构型助催化剂：（2）电子
6、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助催化剂的分类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
7、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：Fe－Al2O3中加入K2O主要活性物质反应类型助催化剂载体Al2O3脱氢KOH，CaO，BaO，MgO，Ba(OH)2裂解K2O,Be2OFe,Fe2O3,SiO2脱水ZnO,ThO2,CaO,MgOCr2O3脱氢K2O,Na,K,Rb,BeO,CaO,MgO,AlPO
8、4,SiO2,CeO2,SnO2,ZrO2,ThO2,Sb2O5,SAl2O3,MgO,ZnO,粘土裂解MgO,MnO2,Al2O3,Be,Ti,Zn费托合成MgO,ThO2,脱水KOH，Fe2O3,Al2O3,活性炭Cu或CuO脱氢K,Na,Ca,Mg,MgO,Ba(NO2)2,U+3,Al2O3+T
