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怎樣選擇臭氧催化劑,臭氧催化劑的載體有什么作用?

2022-3-8

臭氧催化劑是固體催化劑,臭氧催化劑載體是固體催化劑所特有的組分,臭氧催化劑載體可以提高活性組分的分散度,使臭氧催化劑具有較大的活性表面積,又能給臭氧催化劑賦性,使其具有適宜的形狀和粒度,以滿足污水處理反應器的操作要求。這類臭氧催化劑載體一般沒有活性,但含量較高。把活性組分、助催化劑等多種組分負載在臭氧催化劑載體上所制成的催化劑稱為負載型臭氧催化劑。負載型臭氧催化劑的載體,其物理結構和性質往往對臭氧催化劑有決定性的影響。從這種意義上說,臭氧催化劑載體與助催化劑沒有明顯的界限,區別在于臭氧催化劑載體的用量大,作用緩和,助催化劑的用量小,作用顯著。由于臭氧催化劑載體的用量大,可賦予臭氧催化劑以基本的物理結構和性能,如孔結構、比表面積、宏觀外形、機械強度等,因此對于貴金屬既可減少用量,又可提高活性,降低臭氧催化劑的生產成本。

實踐證明三濰生產的臭氧催化劑,載體在臭氧催化劑中的作用是多方面的,一般可以歸納為以下幾個方面:

(1)增加臭氧催化劑有效表面積和提供合適的孔結構。臭氧催化劑所具有的孔結構及有效表面積是影響臭氧催化活性以及選擇性的重要因素,這也是臭氧催化劑載體基本的功能,良好的分散狀態還可以減少臭氧催化劑的活性組分的用量。例如將臭氧催化劑的貴金屬Pt負載于臭氧催化劑氧化鋁載體上,使Pt分散為納米級粒子,成為高活性臭氧催化劑,從而大大提高貴金屬的利用率。但并非所有臭氧催化劑都是比表面積越高越好而應根據不同反應選擇適宜的表面積和孔結構的臭氧催化劑載體。

(2)增加臭氧催化劑的機械強度,使臭氧催化劑具有特定的形狀。所謂機械強度,主要是指臭氧催化劑在對抗沖擊、重力壓力相變、溫變、磨損等方面的能力。為了保持較好的臭氧催化劑催化活性,同時也為了運輸、處理等方面的方便,現代化學工業一般都要求臭氧催化劑具有較好的機械強度。三濰環保大量的研究表明,臭氧催化劑的機械強度與臭氧催化劑載體的材質、物理性質及制備方法有關。

(3)與臭氧催化劑的活性組分間發生相互作用,改善臭氧催化劑的性能。臭氧催化劑的載體與活性組分作用形成新的化合物或固溶體。例如,含鎳的臭氧催化劑對C-C雙鍵具有高的加氫活性,也具有C-C鍵的氫解活性,但在NiAlO加氫臭氧催化劑中,臭氧催化劑載體 AL2O3由于和Ni生成了NiAlO它只有C=C雙鍵的加氫活性,對于C-C的氫解沒有活性。在SiO-AlO臭氧催化劑中,它們單獨存在時酸性很弱,而兩種組分相互作用,就可形成強酸中心,具有較高的裂化活性。

(4)臭氧催化劑載體減少活性組分的用量。當使用貴金屬(如Pt、Pd、Rh等)作為臭氧催化劑的活性組分時,采用臭氧催化劑載體可使活性組分高度分散,從而減少臭氧催化劑活性組分的用量。

(5)改善臭氧催化劑活性。有時臭氧催化劑活性組分與載體之間發生化學反應,可導致臭氧催化劑活性的改善。

除選擇合適臭氧催化劑載體類型外,確定臭氧催化劑活性組分與載體量的佳配比也是很重要的。一般臭氧催化劑活性組分的含量至少應能在臭氧催化劑載體表面上構成單分子覆蓋層,使臭氧催化劑載體充分發揮其分散作用。若臭氧催化劑活性組分不能完全覆蓋載體表面,臭氧催化劑載體又是非惰性的,載體表面也可以引起一些副反應。選擇好的臭氧催化劑做好實驗效果,看好臭氧催化劑載體以及活化劑。

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