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催化剂知识

更新时间:2020-05-14 点击数:357

      在化学反应里能改变反应物化学反应速率(提高或降低)而不改变化学平衡,且本身的质量和化学性质在化学反应前后都没有发生改变的物质叫催化剂(固体催化剂也叫触媒)。据统计,约有90%以上的工业过程中使用催化剂,如化工、石化、生化、环保等。 [1]  催化剂种类繁多,按状态可分为液体催化剂和固体催化剂;按反应体系的相态分为均相催化剂和多相催化剂,均相催化剂有酸、碱、可溶性过渡金属化合物和过氧化物催化剂。催化剂在现代化学工业中占有极其重要的地位,例如,合成氨生产采用铁催化剂,硫酸生产采用钒催化剂,乙烯的聚合以及用丁二烯制橡胶等三大合成材料的生产中,都采用不同的催化剂。

      

      有些催化剂的活化简单迅速,如甲烷化用催化剂中氧化镍的还原、某些氧化用催化剂中金属氧化物的价态变化等,在工业反应条件下,活化在数小时内即可完成。有些催化剂的活化复杂而费时,如合成氨催化剂,出厂时是含少量铝、钙原子的强态Fe3O4固溶体,还原为活性α-Fe需5~10天,影响使用厂有效开工时间。催化剂制造厂可预先将其还原为α-Fe,再用含微量氧的惰性气体使α-Fe上覆盖一层氧化铁膜,被氧化的α-Fe只占总的铁原子的10%左右。这样既保证运输、装填过程的安全,又可节约使用厂还原时间。又如苯或苯酚加氢用NiO/Al2O3催化剂,要求还原温度为300~350℃,而工业反应器只能达到180~220℃,也可在催化剂制造厂预先还原。其他催化剂也可作类似处理。在催化剂制造中,称为催化剂预活化(或预还原、预硫化),相应的催化剂称预活化催化剂,或预还原催化剂、预硫化催化剂。

      催化剂的贮运通常用铁桶包装,内衬气密塑料袋。运输中特别是上下车、船,应避免损害包装容器或其密封性的操作。绝大多数催化剂会因化学或物理原因(如毛细管冷凝)吸收空气中的蒸汽,导致机械强度和活性降低。多数催化剂是无机化合物,若包装密封良好,能贮存数十年而性能不变。极少数催化剂(如预还原金属催化剂,某些金属有机化合物),遇水或与水作用会产生氢气,应保存干燥,放置在通风良好的库房中



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