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簡述廢氣處理中催化劑的類型

未知, 2021-01-29 09:19, 次瀏覽

簡述廢氣處理中催化劑的類型
 
廢氣處理中催化劑種類繁多,分類方法不同??煞譃樗釅A催化劑、金屬催化劑、半導(dǎo)體催化劑和分子篩催化劑。這些種類的催化劑的共同***征是它們能在反應(yīng)物上產(chǎn)生不同程度的化學(xué)吸附。因此,催化作用離不開吸附。從催化過程中發(fā)現(xiàn),一般的催化過程是從吸附開始的。
 
1.酸堿催化劑
 
這里的酸堿是指廣義的酸堿,即路易斯酸和路易斯堿,兩者都可以提供酸堿活性吸附中心,對反應(yīng)物進(jìn)行化學(xué)吸附,從而促進(jìn)其化學(xué)反應(yīng)。如活性白土、硅酸鋁、氧化鋁和一些金屬氧化物,***別是過渡金屬氧化物或它們的鹽。
 
2.金屬催化劑
 
金屬的吸附能力取決于金屬和氣體的分子結(jié)構(gòu)和吸附條件。
 
典型氣體在273K下在不同金屬表面的吸附實驗表明,所有具有D電子軌道的金屬元素對某些典型氣體都具有不同的化學(xué)吸附能力。除了Ca、Sr、Ba,這些金屬***部分屬于過渡金屬,它們通過不參與金屬鍵雜化軌道的電子或未結(jié)合的電子與吸附質(zhì)分子形成吸附鍵,催化與吸附質(zhì)分子的反應(yīng)。
 
3半導(dǎo)體催化劑
 
半導(dǎo)體催化劑主要是半導(dǎo)體型過渡金屬氧化物,能提供準(zhǔn)自由電子或準(zhǔn)自由空穴,可分為N型半導(dǎo)體和P型半導(dǎo)體。n型半導(dǎo)體催化劑,如ZnO,依靠其準(zhǔn)自由電子與反應(yīng)物形成吸附鍵;p型半導(dǎo)體催化劑,如NiO,通過自身的準(zhǔn)自由空穴與反應(yīng)物形成吸附鍵。吸附鍵的形成改變了半導(dǎo)體的導(dǎo)電性,是影響催化劑活性的主要因素之一。以上只是一個很簡單的說法。事實上,氣體分子和半導(dǎo)體催化劑之間吸附鍵的形成是一個非常復(fù)雜的過程。在半導(dǎo)體催化機(jī)理的研究中,也發(fā)現(xiàn)了電子躍遷產(chǎn)生的能帶,它在吸附鍵的形成中起著重要作用。所以不能簡單認(rèn)為能提供電子的反應(yīng)物分子只能與p型半導(dǎo)體催化劑形成吸附鍵。
 
4.沸石分子篩催化劑
 
沸石分子篩作為吸附劑,廣泛應(yīng)用于干燥、沸騰、分離等過程。自20世紀(jì)60年代以來,它出現(xiàn)在催化劑和催化劑載體的應(yīng)用中。沸石是指具有相同直徑微孔的天然結(jié)晶硅鋁酸鹽,因此得名分子篩。20世紀(jì)50年代,合成分子篩已有數(shù)百種,許多重要的工業(yè)催化反應(yīng)都離不開分子篩催化劑。分子篩的催化作用也依賴于其表面(包括內(nèi)表面)的酸性中心形成吸附鍵,但與酸堿催化劑相比,它具有更強(qiáng)的選擇性,因為它可以拒***孔徑較***的分子進(jìn)入內(nèi)表面。同時分子篩表面的酸堿性可以通過離子交換人工調(diào)節(jié),比普通酸堿催化劑性能更***。近年來,非硅鋁元素合成分子篩得到了發(fā)展,并在催化***域得到了廣泛應(yīng)用。因此,分子篩在催化***域有其***殊的地位和作用。


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