淺談孔結(jié)構(gòu)對催化劑載體的影響
對于催化劑載體而言,其孔結(jié)構(gòu)是一個關(guān)鍵因素。由于催化劑的表面積中絕大部分為內(nèi)表面積,活性中心也往往分布在內(nèi)表面上,反應(yīng)物分子在被吸附之前,必須通過催化劑的孔內(nèi)擴(kuò)散才能到達(dá)催化劑內(nèi)表面的活性中心。這種擴(kuò)散過程與催化劑的孔結(jié)構(gòu)密切相關(guān),不同孔結(jié)構(gòu)中的擴(kuò)散表現(xiàn)出不動的擴(kuò)散規(guī)律和表觀反應(yīng)動力學(xué)。
常見的表征孔結(jié)構(gòu)有孔隙率和平均孔徑,平均孔徑是從簡化模型計算而來,平均孔徑=2*比孔容/比表面積。然而基于對催化劑內(nèi)孔結(jié)構(gòu)的全面考慮,只有孔隙率和平均孔徑是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的,還要知道孔徑分布。由于分子的平均自由程和孔徑大小及其比值的不同,反應(yīng)物分子在催化劑孔內(nèi)擴(kuò)散表現(xiàn)出不同的擴(kuò)散規(guī)律。
一般而言,當(dāng)催化劑的孔徑大于10微米時,擴(kuò)散的阻力來自于分子間的碰撞,可以忽略孔結(jié)構(gòu)的影響。當(dāng)催化劑的孔徑小于2納米時,氣體分子與催化劑孔壁的碰撞幾率遠(yuǎn)大于分子間的碰撞幾率,擴(kuò)散阻力非常大,分子間的碰撞可以忽略。當(dāng)催化劑的孔徑在2納米-10微米時,氣體分子與催化劑孔壁的碰撞和分子間的碰撞都不能忽略,表現(xiàn)在擴(kuò)散通量和孔徑的關(guān)系呈現(xiàn)費線性。
我們提供的納米多孔碳載體的特點是孔徑分布非常窄,孔徑在10-1000納米可調(diào),可以用來定制特定反應(yīng)的催化劑載體。該材料的孔結(jié)構(gòu)也十分有特色,內(nèi)部是三維貫通的納米孔道結(jié)構(gòu),每個孔與周圍12個孔相連,呈現(xiàn)肚大口小的特點,可謂是肚大能容,催化劑負(fù)載后被限制在孔洞內(nèi),不易團(tuán)聚。另外,該材料經(jīng)過了表面改性,孔道內(nèi)壁修飾了大量的羥基,有利于催化劑均勻負(fù)載的同時,還提供了和金屬納米顆粒更強(qiáng)的鍵合作用,讓金屬納米顆粒無法移動。
- 上一篇:PVC行業(yè)無汞催化劑載體的選擇與優(yōu)化 2020/12/30
- 下一篇:催化劑載體必須控制的幾種指標(biāo) 2019/3/6