浅谈助剂对催化剂活性的影响.doc

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1、浅谈助剂对催化剂活性的影响摘要：本文作者尝试通过实验，让学生理解助剂Cr2O3、CeO2和ZrO2对Cu/Si02催化剂活性的影响。实验结果表明，助剂Cr、Ce、Zr的加入,使得催化剂屮的CuO与其他氧化物Z间的相互作用减弱，增大了催化剂的活性比表面，提高了催化剂的催化性能。关键词:Cu/Si02催化剂助剂催化剂是一种能够改变化学反应的速率，而它木身乂不参与最终产物的物质。催化剂在现代化学工业中占有重要地位，几乎有半数以上的化工产品在生产过程中都用催化剂。笔者通过实验让学生理解掌握助剂对催化剂活性的影响。一、工业催化剂的物理组成多相固体催化剂是日前石油及化学工业中

2、应用最为广泛的催化剂。常见的固体催化剂主要由主催化剂、助催化剂和载体三大部分组成。1•主催化剂主催化剂又称活性组分，是多组分催化剂中的主体。没有主催化剂，就不能发生催化反应。2.助催化剂助催化剂是催化剂的辅助成分，量较少；助剂本身无活性或活性很小,但加入之后可以改变催化剂的化学组成和结构，从而能提高催化剂的活性、选择性、抗毒性、稳定性或寿命等。3•载体载体是活性组分的分散剂、黏合物或支撑体，是负载活性组分的骨架。它可以起到增大接触面积，增强机械强度、提高耐热性的作用。它与助催化剂的不同在于在催化剂中它的含量远远大于助催化剂。二、通过实验让学牛理解助剂对催化剂性能的

3、影响1・催化剂的制备采用混合法制备。将Cu、Cr、Ce、Zr的硝酸盐及碳酸钠按适当比例配成一定浓度的溶液，用分液漏斗在剧烈搅拌、恒温70°C和一定pll值条件下，将NaC03溶液和上述硝酸盐混合溶液缓慢加入装有少量水和S102的烧杯屮。待沉淀完全后，继续搅拌陈化2h,用蒸馆水多次洗涤抽滤至中性。滤饼在110°C干燥过夜，随后于40（TC在空气中焙烧3h。焙烧完毕后,将催化剂粉碎至粒径40〜60冃（0.45〜0・3nini）待用。2•催化剂活性评价催化剂活性评价是在常压固定床流动体系中进行，催化剂用量500〜lOOOmg,粒径40〜60目。在进行活性评价时,首先向装

4、填催化剂的反应管中通入10%的II2/N2混合气，在250°C下还原活化3h,然后关闭II2/N2混合气，调节气化室温度为150°C,反应室温度为200〜300°C,输入甲醇进行反应，待反应稳定（约2小时）后取样分析。3.助剂対催化剂活性的影响下表为各种催化剂上甲醇裂解制氢的反应结果。可以看到，Cu/SiO2催化剂对甲醇裂解反应的活性较低，甲醇转化率和得氢率只有53.2%和36.5%o当单独加入单种助剂Cr、Zr、Ce时，催化剂的整体反应性能都有了很大的改善。其中Cu/Cr/Si02催化剂的活性提高最为显著，甲醇转化率和得氢率分别可达74.6%和61.1%,这是由

5、于Cu和Cr相互作用形成了Cu/Cr物种，使Cu分散得更好、更稳定，催化剂表现出较高的活性。由下表还可以看出，当两种助剂Ce和Cr共同加入时对催化剂的活性的影响效果比单种助剂的影响效果更好，Cu/Cr/Ce/SiO2催化剂的甲醇转化率达到了80.6%o注：反应条件为常压，温度250°C,（其中XMeOH表示甲醇转化率，YH2表示得氢率，SII2表示氢气选择性）。单种助剂Cr.Zr、Ce的分别加入，对铜系催化剂的整体反应性能都起到了很大的提高作用。特别是当两种助剂Ce和Cr共同加入时对催化剂活性的影响效果更为显著，即CuCrCeSi催化剂在甲醇裂解反应中的反应活性比

6、CuCrSi催化剂的高。（作者单位：海南省技师学院）