4、催化剂的使用、失活与再生
4.1催化剂使用注意事项 (1)防止已还原或已活化好的催化剂与空气接触 (2)原料中必须净化除尘，减少毒物和杂质的影 响。在使用过程中，避免毒物与催化剂接触 (3)严格保持催化剂使用所允许的温度范围， 防止催化剂床层局部过热，以致烧坏催化剂。 催化剂使用初期活性较高，操作温度尽量控制 低些，当活性衰退以后，可逐步提高操作温度
催化剂的性能

优良催化剂的标志：
1. 高活性 2. 高选择性
3. 合理的流体流动性能（机械性能）
4. 长寿命 他们之间是相互矛盾的，首先考虑催 化剂的活性和选择性，影响它们的因素很 多，主要是化学组成和物理结构。
1活性：催化剂改变化学反应速率的能力
表示方式：比活性，转化率，时空收率
2选择性：公式1-44 3使用寿命：催化剂在反应条件下具有

主要制备方法： 制备步骤大体包括 借助沉淀反应，用沉淀剂（如碱 沉淀法
浸润法
混合法
离子交换法
熔融法
类物质）将可溶性的催化剂组分 在高温条件下进行催化剂 ①抽空载体 （金属盐类的水溶液）转化为难 利用载体表面上存在 组分的熔合，使之成为均 将几种组分用机械 溶化合物，再经分离、洗涤、干 着可进行交换的离子， ②载体与被浸渍溶液接触 匀的混合体、合金固溶体 混合的方法制成多 燥、焙烧、成型等工序制得成品 将活性组分通过离子 或氧化物固溶体。在熔融 ③除去过剩的溶液 组分催化剂。混合 催化剂广泛制备高含量的非贵金 交换（通常是阳离子 温度下金属、金属氧化物 的目的是促进物料 属、金属氧化物，金属盐催化剂 交换），交换到载体 ④干燥 都呈流体状态，有利于它 间的均匀分布，提 或催化剂载体。 上，然后再经过适当 们的混合均匀，促使助催 高分散度。 ⑤煅烧及活化。 的后处理 优点：有利于杂质的清除；可获 化剂组分在活性组分上的 所制备出的催化剂活性与活性 得活性组分分散度较高的产品； 分布。 组分对载体用量比、载体浸渍 有利于组分间紧密结合，造成适 时溶液的浓度、浸渍后干燥速 宜的活性构造；活性组分与载体 率等因素有关。 的结合较紧密，且前者不易流失催化剂与反应物处 物处于同一相 非均相(多相)催化剂 于不同相，反应在
相界面上进行
在非均相催化剂中最重要也是应用最 广泛的是固体催化系统
除此之外还有其他分类，如按反应分，按原料分等等
按原料分：
•贵金属盐类催化剂
硝酸钯 Pd(NO3)2 氯化铑RhCl3•3H2O

1981年IUPAC（国际纯粹及应用化学协 会，既International Union of Pure and Applied Chemistry）提出定义：
能够加速或者 减慢化学反应 的速率，而不 改变该反应的 标准自由焓的 物质
催化剂的基本特征
1. 能改变反应的速率，本身并不进入化学 反应的计量(即反应前后不改变) 2. 具有选择性
催化剂的成型

为了生产特定形状的催化剂，需要通过成型工 序。催化剂的成型方法，通常有破碎成型、挤 条成型、压片成型及生产球状成品的成型技术。
破碎
压片
挤条 造球
某些不易挤条成型的物质， 直接将大块的固体破碎成无规则 此方法一般适用 可用此法成型。 ①滚球法 的小块。坚硬的大块物料可先用 于亲水性强的物 ②流化法 颚式破碎机，欲进一步破碎则可 压片就是将粉末状物料注入 质，如氢氧化物 ③油浴法 采用粉碎机 圆柱形的空腔中，在空腔中 等 ④喷雾法 的活塞上施加预定的压力， 将粉压成片。
催化剂的失活

中毒
积炭
烧结、挥发与剥落
4.3催化剂的再生
催化剂能否再生及其再生的方法，要根据催化剂 失活的原因来决定 ①蒸汽处理 ②空气处理 ③通入氢气或不含毒物的还原性气体 ④用酸或碱溶液处理
3. 只能改变热力学上可能进行的反应， 不能改变热力学性质
如：Pt和Rh合金催化N2和H2的反应 如：通常情况N2和Ar不反应，就无法仅用催化剂使之 反应
4. 只能改变反应速率，不能改变反应的平 衡。 5. 它同时同等程度改变反应的正向和逆向 反应速率。
本身的催化活性很小，但 催化剂的组成 是催化剂的核心部分，是真 活性组分的分散剂、 添加极少量的于主催化剂 一些催化剂配方中 正起催化作用的部分。 粘合物、支撑物。 中，却能显著改善催化剂 有四个部分： 添加抑制剂，是为 按比表面大小分 金 属：Pt、Fe、Ru、Pd 的效能。 类：载体分为低比表 （1）活性组分： 等 了使工业催化剂的 提高催化剂的活性。如合 诸性能达到均衡匹 面、高比表面和中等 成氨熔铁催化剂中加入 氧化物：Cu2O、Mn2O3、 配，整体优化适当 比表面三类，以1～ Al2O3。 Al2O3、Fe2O3等 （2）助催化剂： 的加入能使催化剂 100 m2/g界定其上下 提高催化剂的选择性。 的活性适当调低或 硫化物：WS2、MoS等 限。常见载体的一些 在乙炔加氢所用的Pd/α— 固体酸：阳离子交换树脂、 物理性质见表2-5。 （3）载体（担体）：Al大幅度下降，能有 2O3中加入适量的Pb， 混合氧化物如SiO2、Al2O3 效防止“飞温”、 可抑制炔、烯的聚合反应。 等 副反应加剧等。 延长催化剂的寿命。 （4）抑制剂： 固体碱：阴离子交换树脂 提高活性组分的分散度， 等。 使其不易烧结。
(4)维持正常操作条件（如温度、压力、原料 配比、流量等）的稳定，尽量减少波动 (5)开车时要保持缓慢的升温升压速率，温度、 压力的突然变化易造成催化剂的粉碎。要尽量减 少开、停车的次数。
4.2催化剂的失活

所有催化剂的活性都是随着使用时间的 延长而不断下降，在使用过程中缓慢地 失活是正常的、允许的，但是催化剂活 性的迅速下降将会导致工艺过程在经济 上失去生命力。
活性的时间，或者活性下降经再生而又恢 复的累计使用时间
4 机械强度和稳定性：表示催化剂是否易 碎易损 影响因素主要有：化学组成，物理结构，制 备成型方法及使用条件 其他物理性质： 形状尺寸、颗粒大小 比表面积 孔容积 孔径分布、平均孔径 孔隙率 空隙率 真密度 表观密度 堆积密度
催化剂的制备
制备方法新进展
1. 纳米材料与催化剂 2. 气相淀积法 3. 膜催化剂 4. 化学镀催化剂等
催化剂的使用

1、运输、贮藏与填装
尽可能轻轻搬运，并严禁摔、滚、碰、撞击，以防催化剂破
碎。
催化剂的贮藏要求防潮、防污染。


2、升温与还原
催化剂的升温与还原实际上是其制备过程的继 续，是投入使用前的最后一道工序，也是催化 剂形成活性结构的过程。催化剂的还原必须到 达一定的温度后才能进行。 3、开停车及钝化
雷尼镍系列催化剂
镍铝合金粉 雷尼镍催化剂 还有一种奇特的催化剂：酶
按作用分：
脱氧催化剂
脱氢催化剂
脱烃催化剂
催化剂
提高反应速率的方法：
加热 光化学 电化学 辐射化学 催化剂
催化剂的优点: 1.既能提高反应速率，又能控制反应方向 2.参与反应但是本身并不消耗，可以循环利用
催化剂的定义：