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催化劑活性
根據(jù)催化劑的定義和作用,催化劑的活性是指催化劑加快反應速率的程度的一種度量。嚴格地說,催化劑的活性應該是指催化反應速率與非催化速率之間的差值。由于通常情況下非催化 速率小到可以忽略,所以催化劑的活性就是催化反應速率。表達催化劑活性的還可以是轉化頻率或轉化率。
(1) 反應速率:反應速率的定義為用單位時間內反應物或生成物的物質的量來表示。
由于反應速率還與催化劑的體積、質量或表面積有關,所以引進比速率的概念,分別用體積比速率、質量比速率和面積比速率。
在某些情況下,用催化劑單位質量作為標志,表示催化劑的活性比較方便。
在化工生產中,催化劑的生產能力大多數(shù)是以催化劑單位體積為基準,所以這是反應速率應該以單位溶劑表示。
當比較固體物質的固有催化劑性質時,應當以催化劑單位面積上的反應速率作為標準,因為多項催化反應僅在固體的表面發(fā)生。
化工催化劑的穩(wěn)定性包括對高溫熱的耐熱穩(wěn)定性,對摩擦、沖擊、重力作用的機械穩(wěn)定性和對毒物毒化作用的抗毒穩(wěn)定性。
1) 耐熱穩(wěn)定性,一種良好的化工催化劑應能在反應溫度的條件下,長期具有一定水平的活力。高溫反應是比較常見的,然而大多數(shù)催化劑有自己的極限溫度,這主要是高溫容易引起催化劑活性組分的微晶燒結長大、晶格破壞或晶格缺陷減少。金屬催化劑通常超過半熔溫度就容易燒結。
2) 機械穩(wěn)定性,機械穩(wěn)定性高的催化劑能夠受得住顆粒之間、顆粒與流體之間、顆粒與器壁之間的摩擦與碰擊,且在運輸、裝填及自重負荷或反應條件改變等過程中能不破碎或沒有明顯的粉化,一般用抗壓強度和粉化度來表示機械穩(wěn)定性。
3) 抗毒穩(wěn)定性,由于有害雜質(毒物)對催化劑的毒化作用,使催化劑的活性、選擇性或壽命降低的現(xiàn)象稱為催化劑中毒。一般來講,毒物泛指硫化物H2S、COS、SO2、 CS2、RSH、R1SR2、噻吩、R1RRR2、RSO3H等,含磷、含砷、鹵素化合物重金屬化合物,金屬有機化合物等;含氧化合物O2、CO2、CO、H2O等。對金屬催化劑,前者會造成中毒,后者會造成暫時性(可逆)中毒。
催化劑的中毒現(xiàn)象可以粗略地解釋為表面活性中心吸附了毒物或進一步轉化為穩(wěn)定的表面化合物,活性位被鈍化或占據(jù)。
綜上來看,選擇一款的化工催化劑,價格不是的因素,催化劑具有高的活性及選擇性,長的壽命才是更重要指標。
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