Kawżi ta' Għażla U Diżattivazzjoni Ta' Katalisti Eteroġenji

Ibbażat fuq il-komponenti attivi differenti, il-katalisti eteroġeni jistgħu jinqasmu f'metall u l-melħ tiegħu, ossidi tal-metall, u katalisti tal-ossidu tal-metall kompost; ibbażati fuq il-forma tagħhom, jistgħu jinqasmu f'forom sferiċi, kolonni qosra, u xehda; abbażi tal-proċess ta’ preparazzjoni tagħhom, jistgħu jinqasmu f’dawk li jużaw appoġġ u dawk li ma jużawx appoġġ.

Katalizzaturi eteroġeni ta' stat solidu-bi l-kbira jipprevjenu t-telf tal-katalist, huma aktar faċli biex jiġu separati mill-ilma mormi, u għandhom vantaġġi bħal attività tajba, stabbiltà tajba u proċess ta' trattament qasir;

Madankollu, hemm trasferiment tal-massa bejn il-fażijiet eteroġenji tal-katalist, u solidi sospiżi fl-ilma tad-dranaġġ u intermedji tar-reazzjoni jistgħu jikkawżaw partiċelli tal-katalizzaturi li jkunu miksija jew imblukkata, li jwasslu għal diżattivazzjoni.

(1) Metall/Katalisti Sostnuti

Fit-teknoloġija ta 'ossidazzjoni katalitika eteroġenja, il-katalizzaturi tal-metall nobbli jintużaw ħafna minħabba l-attività għolja tagħhom, ħajja twila u adattabilità qawwija. Katalizzaturi magħmula b'metalli nobbli bħal P, Pd, u Ru bħala komponenti attivi mhux biss għandhom siti ta 'assorbiment ta' idrokarburi kompatibbli iżda wkoll numru kbir ta 'siti ta' adsorbiment ta 'ossiġnu, li jistgħu jgħaddu malajr minn attivazzjoni ta' ossiġnu u adsorbiment ta 'idrokarburi hekk kif ir-reazzjoni tal-wiċċ tipproċedi. Biex tinkiseb dispersibbiltà aħjar u jitnaqqas l-ammont ta 'metall użat, l-impregnazzjoni spiss tintuża biex tappoġġja metalli fuq trasportaturi b'erjas tal-wiċċ speċifiċi għolja, bħal Al3O2, SiO2, karbonju attivat, TiO2, CeO2 u ZrO2.

(2) Ossidu tal-metall/Katalisti Sostnuti

L-għażla ta 'katalizzaturi fi proċessi ta' ossidazzjoni katalitika teħtieġ konsiderazzjoni ta 'ħafna fatturi, bħall-proprjetajiet tas-soluzzjoni, il-kapaċità katalitika tal-katalizzatur, u l-istabbiltà termali tagħha fl-ilma. Fost dawn, l-ossidi tal-metall huma apprezzati ħafna minħabba l-istabbiltà għolja u l-attività tajba tagħhom.

Ibbażat fuq l-istabbiltà tagħhom, il-katalisti jistgħu jiġu kklassifikati kif ġej: 1. Ossidi li huma l-aktar stabbli taħt kundizzjonijiet ta 'ossidazzjoni għolja, bħal ossidu tat-titanju, ossidu tal-vanadju, ossidu tal-kromju, ossidu tal-manjeżju, ossidu taż-żingu u ossidu tal-aluminju; 2. Ossidi bi stabbiltà moderata, bħal ossidu tal-ħadid, ossidu tal-kobalt, ossidu tan-nikil, u ossidu taċ-ċomb; 3. Ossidi ta' stat instabbli ta'-ossidazzjoni-għoli u metalli nobbli, bħal platinu, palladju, rutenju, u deheb.

(3) Ossidu Kompost/Katalisti Sostnuti

Ibbażat fuq il-prinċipju kumplimentari tar-regolamentazzjoni tal-attività katalitika, il-katalisti tal-ossidu kompost huma mistennija li jiksbu attività katalitika ogħla. Effetti sinerġistiċi jistgħu jtejbu l-attività tal-katalist u jinibixxu x-xoljiment tal-komponenti attivi. Pereżempju, il-kombinazzjoni ta 'CoO, CuO, jew NiO ma' ossidi ta 'Fe(III), Pt, jew Ru hija katalizzatur ta' ossidazzjoni effettiv.

(1) Għażla tal-Katalisti

Meta tagħżel katalizzatur, ġeneralment għandhom jintużaw katalisti bil-karatteristiċi li ġejjin:

1. Rata ta 'ossidazzjoni mgħaġġla u kuntatt aħjar tal-fażi, u b'hekk taċċellera r-reazzjoni;

2. Mhux-selettiv, li jippermetti ossidazzjoni sħiħa;

3. Proprjetajiet fiżikokimiċi stabbli f'soluzzjonijiet aċidużi sħan;

4. Attività għolja u ħajja twila f'temperaturi għoljin, u insensittivi għall-veleni;

5. Saħħa mekkanika għolja u reżistenza għall-ilbies.

(2) Għażla ta 'Appoġġ tal-Katalisti

Ibbażat fuq il-kompożizzjoni tal-partiċelli ta 'appoġġ tal-katalist, jista' jinqasam bejn wieħed u ieħor fi tliet tipi: appoġġi tal-partikuli, appoġġi -grained oħxon, u sottostrati.

Meta jintużaw katalizzaturi, il-punti li ġejjin huma tipikament ikkunsidrati:

1. Kompożizzjoni kimika u dispersjoni;

2. Proprjetajiet fiżikokimiċi tal-wiċċ-porożità, adsorbiment, proprjetajiet elettrokimiċi u mekkaniċi;

3. Ħxuna u kwantità ta 'materjal attiv li jista' jitgħabba;

4. Saħħa u stabbiltà speċifiċi;

5. Stabbiltà kimika;

6. Reżistenza għall-brix, ebusija, u saħħa kompressiva;

7. Parteċipazzjoni f'reazzjonijiet katalitiċi.

Minbarra attività għolja u selettività tajba, il-katalizzaturi għandhom ukoll ikollhom saħħa u stabbiltà mekkanika tajba, bl-istabbiltà li taffettwa l-kapaċità tagħhom li jiddegradaw l-attività.

Wara perjodu ta 'użu, il-katalizzaturi se jesperjenzaw diżattivazzjoni, primarjament minħabba t-telf tal-materjal tal-katalizzatur u l-kokk.

It-telf tal-katalizzatur huwa kawża ewlenija tad-diżattivazzjoni. Dan it-telf huwa prinċipalment affettwat mill-pH, li jikkawża li l-komponenti attivi jinħall. Studji sperimentali wrew li l-pH tal-ilma mormi għandu impatt sinifikanti fuq l-ossidazzjoni tal-materja organika fil-fażi likwida.

Pereżempju, katalizzaturi eteroġenji tal-ożonu juru rati ta 'reazzjoni baxxi u rati għoljin ta' diżattivazzjoni taħt kundizzjonijiet aċidużi. It-telf tal-katalizzatur huwa minimu f'pH 7. Meta l-pH ikun akbar minn 7 iżda inqas minn 9, ma jseħħ l-ebda telf ta 'katalizzatur. Madankollu, meta l-pH ikun akbar minn 10, ir-rata ta 'reazzjoni tibqa' baxxa. Għalhekk, l-aġġustament tal-valur tal-pH jista 'jnaqqas jew jipprevjeni t-telf tal-katalizzatur.

Il-kokk tal-katalist huwa kawża ewlenija oħra tad-diżattivazzjoni, magħrufa wkoll bħala d-diżattivazzjoni tal-fouling tal-katalist. Dan huwa primarjament ikkawżat mid-depożizzjoni ta 'karbonju, nitroġenu, u sustanzi oħra prodotti matul ir-reazzjoni fuq il-wiċċ tal-katalizzatur. L-applikazzjonijiet tal-inġinerija vverifikaw li xi katalizzaturi eteroġeni juru rati għolja ta 'degradazzjoni f'ċertu perjodu ta' żmien, segwit minn diżattivazzjoni. L-analiżi tal-kromatografija fotoelettrokimika tal-enerġija (ESCA) tal-wiċċ tal-katalizzatur tiżvela d-depożizzjoni tal-karbonju, li tfixkel il-kuntatt bejn ir-reaġenti fil-fażi likwida u l-wiċċ tal-katalizzatur, u b'hekk iwassal għal diżattivazzjoni.