描述微孔结构的主要参数有孔隙率、比孔容积、孔径分布、平均孔径等。催化剂的孔隙容积与颗粒体积之比称为孔隙率;单位质量催化剂具有的孔隙容积称为比孔容。孔隙率的大小与孔径、比表面、机械强度有关,较理想的孔隙率多在0.4~0.6之间。但是,除分子筛之类的物质外,绝大部分固体催化剂的孔径范围非常宽,而且比孔容按孔径分布的曲线可能出现若干个高峰。1克催化剂中活性组分暴露的表面积称为活性组分比表面。
催化剂的三大特性
催化剂的特性有催化活性、选择性、寿命或稳定性。催化剂改变化学反应速率的作用称催化作用,它本质上是一种化学作用,在催化剂参与下进行的化学反应称催化反应。
1、催化活性:催化剂参与了化学反应,降低了化学反应的活化能,大大加快了化学反应的速率,这说明催化剂具有催化活性。催化反应的速率是催化剂活性大小的衡量尺度,活性是评价催化剂好坏的最主要的指标。
2、选择性:一种催化剂只对某一类反应具有明显的加速作用,对其他反应则加速作用甚小,甚至没有加速作用,这一性能就是催化剂选择性。催化剂的选择性决定了催化作用的定向性,可通过选择不同的催化剂来控制或改变化学反应的方向。
3、寿命或稳定性:催化剂的稳定性以寿命表示,它包括热稳定性、机械稳定性和抗毒稳定性。
30、催化剂评价的指标有哪些?
其中最主要的是动力学指标,对于固体催化剂还有宏观结构指标和微观结构指标。 催化剂性能的动力学表征 衡量催化剂质量的最实用的三大指标,是由动力学方法测定的活性、选择性和稳定性。 活性活性活性活性 催化剂提高化学反应速率的性能的一种定量的表征。在实际应用中,用特定条件下某一反应物的转化率或时空得率等数值来衡量它, 选择性 指催化剂对反应类型、复杂反应(平行或串联反应)的各个反应方向和产物结构的选择催化作用。分子筛催化剂对反应分子的形状还有择形选择性。催化剂的选择性通常用产率或选择率和选择性因子来量度 稳定性稳定性稳定性稳定性 指催化剂对温度、毒物、机械力、化学侵蚀、结焦积污等的抵抗能力,分别称为耐热稳定性、抗毒稳定性、机械稳定性、化学稳定性、抗污稳定性。这些稳定性都各有一些表征指标,而衡量催化剂稳定性的总指标通常以寿命表示。寿命是指催化剂能够维持一定活性和选择性水平的使用时间。催化剂每活化一次能够使用的时间称为单程寿命;多次失活再生而能使用的累计时间称为总寿命。 密度密度密度密度 通常所说的密度ρ是质量m与其体积v之比,即ρ=m/v。然而,对于多孔性催化剂来说,因为颗粒堆集体积v′是由颗粒间的空隙体积v1、颗粒内的孔隙体积v2和颗粒真实的骨架体积v3三项共同组成的:v′=v1+v2+v3,所以同一个质量除以不同涵义的体积,便得堆集密度、颗粒密度、骨架密度。堆集密度ρ1是单位堆集体积的多孔性物质所具有的质量,即ρ1=m/(v1+v2+v3);颗粒密度ρ2是单位颗粒体积的物质具有的质量,即ρ2=m/(v2+v3);骨架密度ρ3是单位骨架体积的物质具有的质量,即ρ3=m/v3。 测定堆集密度通常使用量筒法;颗粒密度则用汞置换法;骨架密度多用苯置换法或氦、氩、氮等置换法。 孔结构孔结构孔结构孔结构 许多多孔性催化剂含有大量的微孔,宛如一块疏松的海绵。要使催化反应顺利进行,反应物与产物分子必须靠扩散才能自由出入微孔。描述微孔结构的主要参数有孔隙率、比孔容积、孔径分布、平均孔径等。 催化剂的孔隙容积与颗粒体积之比称为孔隙率;单位质量催化剂具有的孔隙容积称为比孔容。孔隙率的大小与孔径、比表面、机械强度有关,较理想的孔隙率多在0.4~0.6之间。用四氯化碳吸附法测定比孔容,方法简单,操作方便,一次可同时测定几个样品。理想的孔隙结构应当孔径大小相近、孔形规整。但是,除分子筛之类的物质外,绝大部分固体催化剂的孔径范围非常宽,而且比孔容按孔径分布的曲线可能出现若干个高峰。孔径分布一般用气体吸附法与压汞法联合测绘。硅胶等物质只有一个微孔体系,大部分孔径偏离中央平均值不远,可用平均孔半径(垝)代表孔径大小。其值可由实验测得的比孔容(vg)和比表面(sg)按下式计算:垝=2vg/sg。 比表面比表面比表面比表面 多孔性固体催化剂由微孔的孔壁构成巨大的表面积,为反应提供广阔的场地。1克催化剂所暴露的总表面积称为总比表面(简称比表面)。1克催化剂中活性组分暴露的表面积称为活性组分比表面。于是,催化剂的总表面积是活性组分、助催化剂、载体以及杂质各表面积的总和。在催化剂的几个主要指标中,当不能兼顾时如何选择?
首先是催化剂的活性,即转化率,其次是选择性 这个一定要高,不然活性再好也不行,三是你的活性组分的市场价格,也就是成本,哪个相比更合算,四是在工业上的应用性,比如他的强度寿命等。根据催化剂定义,要证明一种物质在反应中是不是起了催化剂作用,应该证明几个方面?分别是后面有三个空
1、催化剂加量小2催化剂最后保持原物质不变
3、催化剂可以使反应条件改变、有利于反应的顺利进行