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簡(jiǎn)述廢氣處理中催化劑的種類

返回列表 瀏覽:- 發(fā)布日期:2019-06-17 09:41:12【

廢氣處理催化劑的種類繁多,分類方法也不盡相同。按大的方面分為酸堿催化劑、金屬催化劑、半導(dǎo)體催化劑和分子篩催化劑。這些被列為多類催化劑的物質(zhì)的共同特點(diǎn)是都能對(duì)反應(yīng)物產(chǎn)生不同程度的化學(xué)吸附。因此,催化離不開(kāi)吸附,考査一個(gè)催化過(guò)程發(fā)現(xiàn),一般的催化過(guò)程都是由吸附開(kāi)始的。
1.酸堿催化劑
這里指的酸堿是廣泛意義上的酸堿,即路易斯酸和路易斯堿,它們都能提供酸堿活性吸附中心,對(duì)反應(yīng)物進(jìn)行化學(xué)吸附,從而促使其發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。如活性白土、硅酸鋁、氧化鋁以及一些金屬的氧化物尤其是過(guò)渡金屬的氧化物或它們的鹽類等。

廢氣處理酸堿催化劑
2.金屬催化劑
金屬的吸附能力取決于金屬和氣體的分子結(jié)構(gòu)和吸附條件。
273K時(shí)對(duì)有代表性的氣體在多種金屬表面上的吸附實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),凡具有d電子空軌道的金屬元素,對(duì)一些有代表性的氣體都具有強(qiáng)弱不等的化學(xué)吸附能力,這些金屬除Ca、Sr和Ba之外,大部分屬于過(guò)渡金屬,它們靠沒(méi)有參與金屬鍵的雜化軌道的電子或未結(jié)合的電子和吸附質(zhì)分子形成吸附鍵,催化了與吸附質(zhì)分子之間的反應(yīng)。

廢氣處理金屬催化劑
3半導(dǎo)體催化劑
半導(dǎo)體催化劑主要是一些半導(dǎo)體類型的過(guò)渡金屬氧化物,它們以能提供準(zhǔn)自由電子或準(zhǔn)自由空穴而被分為n型半導(dǎo)體和p型半導(dǎo)體。n型半導(dǎo)體催化劑如ZnO,依靠本身的準(zhǔn)自由電子與反應(yīng)物形成吸附鍵;p型半導(dǎo)體催化劑如NiO靠本身的準(zhǔn)自由空穴與反應(yīng)物形成吸附鍵。由于吸附鍵的形成,改變了半導(dǎo)體的導(dǎo)電性,導(dǎo)電性是影響催化劑活性的主要因素之。以上只是一種很簡(jiǎn)單的說(shuō)法,實(shí)際上,氣體分子與半導(dǎo)體催化劑形成吸附鍵是一個(gè)很復(fù)雜的過(guò)程,在對(duì)半導(dǎo)體催化機(jī)理的研究中還發(fā)現(xiàn)了由于電子躍遷而產(chǎn)生的能帶,能帶在形成吸附鍵上起了很重要的作用。因此,不能簡(jiǎn)單地認(rèn)為能提供電子的反應(yīng)物分子只能與p型半導(dǎo)體催化劑形成吸附鍵。

廢氣處理分子篩催化劑

4.沸石分子篩催化劑
沸石分子篩作為吸附劑廣泛用于干燥、浄化、分離等過(guò)程,20世紀(jì)60年代開(kāi)始在催化劑和催化劑載體應(yīng)用中嶄露頭角。沸石是指天然的結(jié)晶硅鋁酸鹽,具有直徑相同的微孔,故又得名分子篩。20世紀(jì)50年代,人工合成的分子篩已工業(yè)化,目前已超過(guò)數(shù)百種,許多重要的工業(yè)催化反應(yīng)已離不開(kāi)分子篩催化劑。分子篩的催化作用也是靠它表面(包括內(nèi)表面)的酸性中心來(lái)形成吸附鍵的,但它與酸堿催化劑相比,又具有了更強(qiáng)的選擇性,因?yàn)樗梢跃芙^比它的孔徑大的分子進(jìn)入內(nèi)表面。同時(shí)分子篩表面的酸堿性還可以人為利用離子交換的辦法進(jìn)行調(diào)節(jié),這就比一般的酸堿催化劑具有更優(yōu)良的性能。近年來(lái),又發(fā)展一種非硅鋁元素的合成分子篩,也已經(jīng)在催化領(lǐng)域中廣泛應(yīng)用。由此可見(jiàn),分子篩在催化領(lǐng)域中有其特殊的地位和作用。

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