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催化剂载体结构对催化剂性能的影响
时间:2017-12-26,点击:0

   分别用熔融的氧化铝、碳化硅、石英砂为骨架粒子,加适量粘土为粘结剂,制成多孔性催化剂载体,与以陶瓷块和保温砖块为催化剂载体进行比较,载体孔结构测定结果和以上述各种载体制备的催化剂活性评价(实验室)结果列于表1。用扫描电子显微镜观察催化剂载体的外观及剖面情况则见图1。

图1 多孔性催化剂载体扫描电镜观察结果

表1 催化剂载体结构对催化剂性能的影响

 从表1和图1的结果看出,以滚球法成型的多孔刚玉球和碳化硅球载体,形状规则,表面粗糙,用该催化剂载体制得的表面涂层催化剂,用于邻二甲苯氧化制苯酐有较好的效果,苯酐重量收率为百分之一百零二点四至百分之一百零三点二,其中碳化硅球粗孔较多,有利于选择氧化产品向孔外扩散,故与刚玉球相比,深度氧化产物二氧化碳含量略低。使用保温砖块为催化剂载体时,因其形状不规则,细孔又较多,制得的催化剂涂层亦不均匀,引起深度氧化反应,致使苯酐收率降低,仅为百分之九十点九。

  以上结果说明催化剂载休孔结构对催化剂的选择性有明显的影响。为消除内扩散所带来的影响,催化剂载体的研制方向应是制备无孔或粗孔载体。粗孔载体制备技术要求较高,无孔载体上催化剂活性物质附着度不好,所以要求制得的载体最好是内核无孔而表而粗糙。用滚球法成型各种不同类型的无孔催化剂载体,其物性测试结果和用该载体制得的催化剂对邻二甲苯氧化反应在实验室装段于活性评价结果列于表3。对载体和催化剂的外观及剖面的观察结果见图2。

图2 催化剂载体及催化剂扫描电镜观察结果

表2 各种无孔催化剂载体对催化剂性能的影响

  从表2和图2的结果看出:

  (1)以无孔的35#刚玉球为催化剂载体制得的催化剂,虽然选择性也较好,苯酐重量收率亦达百分之一百零六点三。但因催化剂载体表而光滑,催化剂强度较差,活性物质损失率高达百分之十九,故不宜采用。

  (2)以无孔的瓷球为催化剂载体制得的催化剂,因载体表面光滑,故活性物质容易脱落。经强度试验,活性物质损失率高达百分之二十,而且催化剂活性亦较低,苯酐重最收率仅为百分之九十九点八。

  (3)36#刚玉球催化载体表而粗糙,从球的剖面看到刚玉粉和粘结剂熔融成一体而没有孔隙。从以36#刚玉球为催化剂载体制得的 V—Ti—Sb 催化剂的剖面图看到,活性物质是均匀地涂附在载体表面上。该催化剂经强度试验,活性物质损失率仅为百分之一点三,催化剂亦有较好的选择性,苯酐重星收率可达百分之一百零六点五。

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