催化剂在反应前后真的不发生变化吗

催化剂在反应前后真的不发生变化吗

2016-04-20 13:00来源：内江洛伯尔材料科技有限公司作者：研发部

铂/氧化铝催化剂

在现行的中学教材里，催化剂的定义是：在化学反应里能改变其它物质的化学反应速率，而本身的质量和化学性质在化学反应前后都没有改变的物质。

首先要肯定催化剂参加了反应，且反应前后质量不会发生变化，而物理性质会发生变化。但是，其化学性质是否发生变化，是一个值得探讨的问题。

对于负载金属体系的金属──担体相互作用，直到20多年以前才为人所知。Schwab等首先在Ni／Al2O3上发现，甲酸分解的活性能随担体电导的上升而提高。与此同时，Eischens及其同事用IR研究负载Pt的CO吸附，也指出了金属──担

体相互作用的存在。其后，Taylor、Yates、Carter和Sin－felt等人分别在环丙

烷加氢与氢解，乙烷氢解等反应上，为此提供了进一步的证据。1978年，Tauster

等在TiO2负载的VⅡ族贵金属上发现存在金属──担体强相互作用（SMSI）。迄今关于SMSI大量的研究，可以认为，已为金属──担体相互作用的存在作了一个结论。而且，金属负载在载体上的粒子愈小，与担体的相互作用就愈强。对于金属催化剂的比活性是否与金属粒子大小有关，得出了一些有意思的结论。Boudart等于1966年提出了“结构敏感性”概念，将比活性随粒子大小而变化者称为“结构敏感”反应，而比活性与粒子大小无关者被称为“结构不敏感”反应。迄今为此，已发现四类“结构敏感”反应：

(1)C—C键断裂（氢解和异构）与形成（脱氢环化）的反应；

(2)C6H6与D2交换反应；

(3)某些氧化反应；

(4)合成NN3反应。

在制备重整催化剂的过程中，总是想方设法使Pt在Al2O3担体上高分散，因为现有的研究成果表明，Pt分散得愈好，愈有利于脱氢环化形成芳烃。也就是说，粒子大小影响催化活性及选择性。值得注意的是，在反应条件下，随着反应过程的进行，Pt晶粒在Al2O3表面不可避免地要长大，从而使得催化活性和选择性以及金属跟担体的相互作用等发生改变。Pt晶粒长大与积炭和硫中毒使得催化活性发生改

变有着本质的不同，积炭和硫中毒是“外界因素”的干扰，而铂晶粒在反应条件下不可避免地要长大是催化剂本身所固有的。而对于“Pt／Al2O3”这个Pt跟Al2O3“有机地”结合而形成的“复杂的物质”，它的化学性质应该包括哪些方面，在这里我们不讨论。但是，Pt与Al2O3的作用以及表现出的催化活性和选择性应是属于它的“化学性质”范畴。那么，我们就可以得出结论：某些催化剂在反应前后物理性质和化学性质都会发生变化。