催化反應特征:
催化反應有四個基本特征,可以根據定義導出,對了解催化劑的功能很重要。
1、加速熱力學上可以進行的反應。要求開發新的化學反應催化劑時,首先要對反應進行熱力學分析,看它是否是熱力學上可行的反應。
2、加速反應趨于平衡,不能改變反應的平衡位置(平衡常數)。
3、反應具有選擇性,當反應可能有一個以上不同方向時,催化劑僅加速其中一種,促使反應速率和選擇性是統一的。
4、壽命長,催化劑能改變化學反應速率,其自身并不進入反應,在理想情況下催化劑不為反應所改變。但在實際反應過程中,催化劑長期受熱和化學作用,也會發生一些不可擬的物理化學變化。
根據催化劑的定義和特征分析,有三種重要的指標:活性、選擇性、穩定性。
1、機械混合法
將兩種以上的物質加入混合設備內混合。此法簡單易行,例如轉化-吸收型脫硫劑的制造,是將活性組分(如二氧化錳、氧化鋅、碳酸鋅)與少量粘結劑(如氧化鎂、氧化鈣)的粉料計量連續加入一個可調節轉速和傾斜度的轉盤中,同時噴入計量的水、粉料滾動混合粘結,形成均勻直徑的球體,此球體再經干燥、焙燒即為成品。
2.沉淀法
此法用于制造要求分散度高并含有一種或多種金屬氧化物的催化劑。在制造多組分催化劑時,適宜的沉淀條件對于_產物組成的均勻性和制造質優催化劑非常重要。通常的方法是在一種或多種金屬鹽溶液中加入沉淀劑(如碳酸鈉、氫氧化鈣),經沉淀、洗滌、過濾、干燥、成型、焙燒(或活化),即得產品。
3.浸漬法
將具有高孔隙率的載體(如硅藻土、氧化鋁、活性炭等)浸入含有一種或多種金屬離子的溶液中,保持額定的溫度,溶液進入載體的孔隙中。將載體瀝干,經干燥、煅燒,載體內表面上即附著一層所需的固態金屬氧化物或其鹽類。
4.噴霧蒸干法
用于制顆粒直徑為數十微米至數百微米的流化床用催化劑。如間二甲苯流化床氨化氧化制間二甲腈催化劑的制造,先將給定濃度和體積的偏釩酸鹽和鉻鹽水溶液充分混合,再與定量新制的硅凝膠混合,泵入噴霧干燥器內,經噴頭霧化后,水分在熱氣流作用下蒸干,物料形成微球催化劑,從噴霧干燥器底部連續引出。
5.熱熔融法
熱熔融法是制備某些催化劑的特殊方法,適用于少數不得不經過熔煉過程的催化劑,為的是借助高溫條件將各個組分熔煉稱為均勻分布的混合物,配合需要的后續加工,可制得性能優異的催化劑。
6.浸溶法
從多組分體系中,用適當的液態藥劑(或水)抽去部分物質,制成具有多孔結構的催化劑。例如骨架鎳催化劑的制造,將定量的鎳和鋁在電爐內熔融,熔料冷卻后成為合金.將合金破碎成小顆粒,用氫氧化鈉水溶液浸泡,大部分鋁被溶出(生成偏鋁酸鈉),即形成多孔的高活性骨架鎳。