作为催化材料,已普遍使用于石油分离、石化、煤化工、精细化工等行业。作为一种催化材料,已广泛应用于制造业和环境分离纯化,工业催化过程并且作为离子交换材料,在洗涤剂行业中大量应用,采矿和放射性废物和废物处理。
沸石分子筛的框架是由SiO4和AlO4多面体,具有三维结构的铝硅酸盐中、的氧原子和氧原子,形成3-12环。其中的AlO4多面体有游离的负电荷,这是吸附在晶体中的阳离子。通常,Na+,K+,Ca2+的碱金属和碱土金属离子如Sr2+,Ba2+等,其在晶格中的位置决定了孔的有效直径。
与其它催化剂介质相比,分子筛和有机介孔硅材料用作催化剂或介质:
(1)比表面积大。由于分子筛结构具有丰富的内部通道,因此,它具有大的表面积。例如,比表面积的二维有序介孔二氧化硅SBA-15作为g。d。stucky制作1040m2 / g高。
(2)离子交换性能。分子筛的阳离子交换容量和选择性与分子结构、组成和阳离子位置有关。
(3)具有高的热稳定性。
(4)反应选择性。如果反应物含有两种类型的分子,其中一类分子太大而不能进入分子筛的孔隙系统,只有与空隙大小匹配的反应物才能被催化。
(5)产品选择性。当产品尺寸小于孔径时,有利于产品的扩散和解吸,从而增强产品的产量。
(6)过渡态阻碍了选择性。如果过渡产物所需的空间大于可用的孔隙,则反应不能进行。
1。3。3 碳介质
碳是大自然中最普遍、最重要的元素之一。它有sp,sp2和sp3各种电子轨道特征。此外,sp2的轨道特性造成的晶体的导电性等的方向。实际上,没有任何元素可以像碳这样特殊,以形成完全不同的结构和本质。科学家们逐渐发现,碳材料的硬度,光学性能,耐热性,耐辐射性,耐化学性,电绝缘性、导电性、表面和界面性能都优于其他材料,可以说几乎所有的碳材料,包括地球材料的性质,如最硬-最软,绝缘体-半导体-良好的导体,绝热-良好的热,全吸收-全光等,因此具有广泛的用途。
碳介质的类型
1。4助催化剂的作用
1。4。1 帮助载体
帮助载体的一个重要方面是帮助控制它的稳定性。例如,作为一个介质γ-Al2O3,当加热到900℃时,便开始转变为具有六万晶系结构的低比表面积的α-Al2O3。这么高的温度在通常的过程中并不常见,但在催化剂再生时是有可能遇到的。此外,在较低的温度下,这样的相转变也在缓慢进行。若在γ-Al2O3中加入少量SiO2或ZrO2,就会使相转变温度提高,使γ-Al2O3免受大的破坏和累积性的长期变化。再如为提高贵金属(Pt、Rh、Pd)在汽车尾气净化用三效催化剂上的分散度和热稳定性,人们也常向γ-Al2O3载体中掺入少量的非贵金属元素(如La、Pr、Nd、Mo、Zr、Sr等)。这些稀土元素与γ-Al2O3在表面形成尖晶石结构的稀土复合氧化物,从而抑制了Al2O3从较高比表面积的γ型向较低比表面积的α的转化。文献综述
1。4。2 帮助活跃成分
对活性组分的助催化可能是结构的或电子的。以活性组分Fe和助催化剂Al2O3和K组成的合成氨催化剂为例。长久以来认为Al2O3的作用是防止Fe3O4经还原儿的Fe微晶的烧结,而K的作用是毒化因Al2O3而带来的酸性部位。近年的研究表明,在N2的保护下,Al2O3的存在帮助并保持Fe的(111)晶面,而这种晶面对合成NH3的活性远远高于另两种低指数镜面[{110}和{100}晶面],它比{100}晶面的活性高440倍。合成氨Fe催化剂一般含约1。8%(摩尔分数)的K,它化学吸附在Fe上完全店里,是特别强的施主,是表面的电子态密度增加,改变了N≡N的π键合,使它的离解速率增加约两个数量级,离解活化能几乎降到零,从而有更高的反应速率。