乙烯环氧化工业催化剂
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助催化剂:
银催化剂中的助催化剂组分通常包括碱土金 属、碱金属、稀土金属及贵金属,其中最觉的 是Ca和Ba。 钡盐可与Ag原子充分混杂在一起,随钡盐加 入量增加,催化剂活性提高,当钡盐含量为 6%~8%时活性达最大值。
钡盐和钙盐被认为起结构型助催化剂作用, 它们可又把Ag颗粒隔开,防止银烧结。同时, 还观察到它们也是电子型助催化剂,可将银的 逸出功从4.40eV降低到3.80eV,从而提高其催 化活性。 碱金属离子Na+、K+,卤素元素离子Cl- 、Br- 、 I-及S2- 、SO42-等加入银催化剂可以提高其选择 性,例如,KCl可使选择性达到或接近80%。
谢 谢!
近年来,经过各国催化学者的努力,对长期以 来具有争议的乙烯环氧化机理得到了较为一致 的结论。主要有又下几点: 吸附态原子氧(Oa)是乙烯银催化氧化的关 键氧种,弱吸附(亲电子性)Oa参与乙烯选择 氧化,强吸附(亲核性)Oa参与乙烯完全氧化。
高氧覆盖度导致弱吸附态原子氧,低氧覆盖度 导致强吸附态原子氧。凡是能减弱Oa与Ag之间 的键能的环境将有利于乙烯的选择氧化。 在Ag表面易发生分子氧的解离吸附,并形成银 下表层的原子氧。且银表面的吸附态原子氧随 着氧的覆盖导致弱吸附态特性,使银成为此项 工艺惟一有效的催化剂。
浸渍法:将一定形状尺寸的载体浸泡在含有活性组分(主、助催化剂) 的水溶液中,当浸渍平衡后,分离剩余液体,此时活性组分以离子或 化合物形式附着在固体上。浸渍后的固体经干燥、煅烧活化等处理体上,Ag的负载量 为5%~35%。 对于乙烯环氧化反应,银催化剂是一种结构 敏感型催化剂,因此负载银颗粒大小、载体性 质及助催化剂等都对其有很大影响。 制备银催化剂的关键是使银能牢固负载在载 体上。
主反应:
H2C CH2 + 1/2 O2 H2C O CH2
副反应:深度氧化生成CO2和H2O反应,为强放热反 应 反应条件:反应采用气-固相反应,反应温度在 220~280℃之间,该反应为放热反应,
∆ H=-122.2KJ.mol-1
主催化剂:Ag 助催化剂:Ba、Al、Ca、Ce、Au或Pt 载体:耐热α-Al2O3 (刚玉)小球、SiC(金刚 砂)等 采用浸渍法制备负载银催化剂