Al2O3负载的铈锰氧化物多相催化剂的性能研究

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1、Al2O3负载的铈锰氧化物多相催化剂的性能研究摘要:本次实验采用浸渍法将铈与锰的硝酸盐吸附在γ-三氧化二铝的固体的表面上，再通过对其的煅烧将其制成铈锰的氧化物催化剂，并对其进行差热分析。紧接着我们又对该多相催化剂的比表面积进行了BET色谱法测定，并进行了催化剂催化乙烯分解的催化反应的研究。通过这些实验我们得到了催化剂活性与铈锰相对比例的关系，以及其与比表面积的可能联系。本实验是一个系统研究固态催化剂的方法关键词:催化剂热分析BET催化剂活性ThecatalystcomponentofmanganeseoxideandceriumoxideAbstract:Thisexperimentusing

2、theimpregnationmethodofceriumandmanganesenitrateadsorbedonγ-aluminumoxideonthesurfaceofasolid,andthroughitscalcinedmanganesetoceriumoxidecatalystprepared,anditsdifferentialthermalanalysis.ThenwehavetheheterogeneouscatalystswereBETspecificsurfaceareaofchromatography,andcarriedoutthecatalyticdecomposi

3、tionofethylenecatalyzedreactionof.WegottheseexperimentsthecatalystactivityandtherelativeproportionsofmanganesebetweenCeandtheirpossiblerelationshipwiththespecificsurfacearea.Thisexperimentisofasolidcatalystsystem,Keywords:catalyticactivityofthecatalystthermalanalysisBET0引言很多化学反应的自由能变化小于零，甚至远小于零。也就是说

4、，这些反应在热力学上看，是有较大的反应潜力，但由于存在较高的反应活化能，使得这些反应实际上不能发生。如加入适当的催化剂，改变原来的反应历程，则反应能按某一活化能较低的途径进行。在本实验即研究铈-锰固体复合催化剂的制备、各种物理化学性质和催化活性。对于固体催化剂，其主要由活性组分、助剂和载体三部分组成。活性组分，即主催化剂，是催化剂中产生活性的部分，没有它催化剂就不能产生催化作用。助剂本身没有活性或活性很低，少量助剂加到催化剂中，与活性组分产生作用，从而显著改善催化剂的活性和选择性等。载体主要对催化活性组分起机械承载作29用，并增加有效催化反应表面、提供适宜的孔结构；提高催化剂的热稳定性和抗毒能

5、力；减少催化剂用量，降低成本。1实验原理1.1固体催化剂的制备通常固体催化剂的制法有沉淀法、浸渍法、混合法、离子交换法及热熔融法等，本实验使用的是浸渍法。浸渍法利用固体孔隙与液体接触时由于表面张力而产生的毛细管压力使液体渗透到毛细管内部，同时活性部分在载体表面进行吸附，从而得到固体催化剂。这种方法方便、简单、可控，活性成分利用率高，用量少；可以用于成型载体上负载活性物质。但是活性组分在载体上的分布不够均匀。1.2热分析:对催化剂初产物进行热分析（TG,DTA），可以了解其分解和脱水性质，从而判断铈锰硝酸盐在哪个温度下能够完全分解为氧化物，即最佳煅烧温度。若不进行热分析，煅烧温度太高会使催化剂烧

6、结而降低催化活性，温度太低无法完全形成氧化物。1.3BET法测定固体比表面1克质量的多孔固体所具有的总表面积（包括外表面积和内表面积）定义为比表面积，以m2/g表示。在气固多相催化反应的机理研究中，大量的事实证明气固多相催化反应是在固体催化剂表面上进行的。某些催化剂的活性与其比表面有一定的关系，因此测定固体的比表面对多相反应机理的研究有着重要意义。测定多孔固体比表面的方法很多，其中BET气相吸附色谱法是比较有效、准确的方法。BET吸附理论的基本假设是：在物理吸附中，吸附质和吸附剂之间的作用力是范德华力，而吸附分子之间的作用力也是范德华力。当气相中的吸附质分子被吸附在多孔固体表面上之后，它们还可

7、能从气相中吸附同类分子，吸附是多层的，但同一层吸附分子之间无相互作用；吸附平衡是吸附和解吸附的动态平衡，第二层及其以后各层的吸附热等于气体的液化热。根据这个假设推导得到BET方程如下：[1][5]29PN2——混合气体中氮的分压PS——吸附温度下氮的饱和蒸气压Vm——饱和吸附量（标准态）C——与吸附热及凝聚热有关的常数Vd——不同分压下的吸附量（标准态）实验中测量并换算出不同条件下的饱和吸附量Vd