固体催化剂的组成,制备,失活,表征简介

一．固体催化剂的组成：

固体催化剂主要有活性组分、助剂和载体三部分组成。

1.活性组分：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。

2.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。

3.载体：载体主要对催化活性组分起机械承载作用，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力；减少催化剂用量，降低成本。

目前催化剂载体的种类

目前，国内外研究较多的催化剂载体有：SiO

2，Al

2

O

3、

玻璃纤维网（布）、

空心陶瓷球、有机玻璃、光导纤维、天然粘土、泡沫塑料、树脂、活性炭,Y、β、ZSM-5分子筛,SBA-15,MCM-41、LaP04等系列载体.膜催化剂

二．催化剂设计程序：

三．固体催化剂的一般制备方法

1.沉淀法：将活性组分用酸碱中和以沉淀形式产生氢氧化物

沉淀法包括：单组分沉淀法共沉淀法均匀沉淀法导晶沉淀法

2.浸渍法: 将载体放进含有活性物质的液体中浸渍

包括：过量浸渍法、等体积浸渍法、多次浸渍法

3.离子交换法：把载体用离子交换使活性组分进入催化剂中，或除去有害组分利用离子交换作为其主要制备工序的催化剂制备方法

利用离子交换的手段把活性组分以阳离子的形式交换吸附到载体上

适用于低含量，高利用率的贵金属催化剂

用于活性组分高分散，均匀分布大表面的负载型金属催化剂

离子交换法的例子：氢型分子筛的制备（H-ZSM-5）

4其他方法

热分解法:把含有活性组分的盐类化合物，在高温下加热分解

熔融法：通过熔融金属生成合金而生成多元金属催化剂

四催化剂的成型及工艺

1. 催化剂的成型——压片工艺

2. 催化剂的成型——挤条工艺

3. 催化剂的成型——喷雾工艺

4. 催化剂的成型——滚球工艺

五催化剂的积碳失活以及影响积碳的因素

1. 在使用过程中，因表面逐渐形成碳的沉积物从而使催化剂活性下降的过程。在工业催化中，尤其涉及烃类反应中，催化剂的表面积碳是一种不可避免的现象。积碳越快催化剂的使用周期越短。

催化剂上的积碳按形成方式分为非催化积碳和催化积碳。

非催化积碳主要指气相结碳或非催化表面上生成碳质物的焦油和固体碳质物的过程。在石化工业中较多存在。

催化积碳指在催化活性中心上，进行主催化反应的同时，由副反应生成的碳。对催化剂的活性影响较大。

催化积碳与催化剂的性质密切相关，尤其与酸性有关。

在以金属氧化物、硫化物为活性组分的催化剂其积碳中心主要是酸中心积碳，其积碳速率与催化剂表面酸碱性有关。

2. 响催化积碳的因素

影响催化剂积碳的原因很多，主要有原料情况、反应条件和催化剂性能三大因素。原料情况:主要有原料不纯、含酸性杂质、稀释剂、载气等因素。

反应条件: 原料气组成、反应温度、反应压力、空速等反应条件皆影响催化剂表面积碳，其中尤以反应温度的影响最主要。

催化剂性能影响: 催化剂的宏观结构（孔径、比表面积等）、催化剂粒径及表面酸碱性等影响积碳形成速率。

另外，催化剂的不同组分也影响催化剂的抗积碳性能。比如SO42-/MxOy型固体超强酸催化剂酸性强度大，有良好的催化活性，但极易积碳结焦，使催化剂失活。而经大量研究发现，通过添加适量的过渡金属或稀土金属可以减缓或消除积碳现象。目前添加的主要金属元素多为Pt、Ni、Fe和Mn等，尤其是Pt,改性性能非常好。

五催化剂的表征及方法

几种常用的表征手段：在实验中对催化剂的表征常用x射线衍射、NH3程序升温脱附、差热分析、红外光谱等方法。