提高石油採收率

[拼音]:cuihuaji zaiti

[英文]:catalyst carrier

又稱擔體(support),是負載型催化劑的組成之一。催化活性組分擔載在載體表面上,載體主要用於支援活性組分,使催化劑具有特定的物理性狀,而載體本身一般並不具有催化活性。多數載體是催化劑工業中的產品,常用的有氧化鋁載體、矽膠載體、活性炭載體及某些天然產物如浮石、 矽藻土等。常用“活性組分名稱-載體名稱”來表明負載型催化劑的組成,如加氫用的鎳-氧化鋁催化劑、氧化用的氧化釩-矽藻土催化劑。

作用

載體能使製成的催化劑具有合適的形狀、尺寸和機械強度,以符合工業反應器的操作要求;載體可使活性組分分散在載體表面上,獲得較高的比表面積,提高單位質量活性組分的催化效率。如將鉑負載於活性炭上(圖1,黑點為鉑粒,淡色塊狀區為活性炭)。若用分子篩為載體,鉑可達到接近於原子級的分散度。載體還可阻止活性組分在使用過程中燒結,提高催化劑的耐熱性。對於某些強放熱反應,載體使催化劑中的活性組分稀釋,以滿足熱平衡要求;良好熱導率的載體,如金屬、碳化矽等,有助於移去反應熱,避免催化劑表面區域性過熱。載體又可將某些原來用於均相反應中的催化劑負載於固體載體上製成固體催化劑,如磷酸吸附在矽藻土中製成的固體酸催化劑,酶負載在載體上製成的固定化酶。

本身無催化活性的載體稱惰性載體。但有些載體也表現出催化活性,稱活性載體,如烴類催化重整所用的鉑-氧化鋁催化劑,鉑是具有加氫和脫氫的功能的活性組分,氧化鋁是具有異構化功能的活性組分,兩者組合成為雙功能催化劑。在某些負載型的金屬催化劑中,載體還可影響金屬的催化性質,稱載體-金屬間強相互作用。

分類

載體種類繁多(見表),可分為高比表面積載體和低比表面積載體。前者的比表面積每克可達幾十至幾千平方米,如活性炭可高達2000m2;而α-Al2O3、SiC可小於1m2。對於比活性低的催化活性組分常選用高比表面積載體以提高活性組分的分散度。當催化活性組分的比活性很高時,為了控制強放熱反應系統中的熱平衡,有時要選低比表面積載體,以約束催化劑的活性。載體的孔隙構造可分為無孔隙型、多孔隙型,後者又有粗孔、細孔之分。孔徑細小的多孔載體,其孔隙內部有巨大的表面積,有利於製成高活性催化劑,但細孔不利於反應物與產物分子的擴散,將造成內擴散效應。多數載體的孔隙構造甚為複雜,如矽藻土載體。電子顯微鏡照片表明,粒子中主要是粗大的孔隙,但亦有一些較細小的孔隙(圖2,白色環形區域中的陰影即為孔隙)。選用已成型的載體制造催化劑時,催化劑的形狀由載體的形狀決定,因此,為了滿足反應工程特性的要求,應選用適合造型的載體。常用的載體外形有粉末狀、球狀、微球狀、 條狀、 錠狀、環狀等,也有某些如三葉狀、輪輻狀、蜂窩狀等異型載體。

參考書目

朱洪法編:《催化劑載體》,化學工業出版社,北京,1980。