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金屬氧化物催化劑metallic oxide catalyst

時間:2020-03-01 來源:網(wǎng)絡 瀏覽:
以金屬氧化物為主要催化活性組分的催化劑。在工業(yè)上用得最多的是過渡金屬氧化物,它們廣泛用于氧化還原型機理的催化反應;主族元素的氧化物多數(shù)用于酸堿型機理的催化反應(見固體酸催化劑),包括氧化、脫氫、加氫、氧化脫氫、氨化氧化、氧氯化等反應(見表)。

圖

  過渡金屬氧化物催化劑發(fā)展較遲。1913年五氧化二釩用于硫酸工業(yè),作為二氧化硫氧化成三氧化硫的催化劑;1916年釩催化劑又用于萘氧化制鄰苯二甲酸酐;20年代初,鋅-鉻氧化物用于合成氣生產(chǎn)甲醇;60年代,隨著石油化學工業(yè)的發(fā)展,特別是1960年用鉬-鉍氧化物為催化劑,將丙烯氨化氧化為丙烯腈成功以后,無論在催化劑品種方面和基礎理論研究方面,促使氧化物催化劑得到了很大的發(fā)展。
  過渡金屬氧化物催化劑,一般為非化學計量化合物,存在著負離子或正離子缺位,形成特定的活性中心;分子結構中的某些金屬-氧鍵的強度往往不同于正?;衔?,能通過電子轉移的機理而使反應物活化。在金屬氧化物催化的氧化反應中有多種活化的過渡態(tài)氧生成,如O娛、O-、O2-,它們表現(xiàn)出不同的反應活性,可分兩種作用機理,即吸附氧作用機理和晶格氧作用機理。前者是借助因吸附而活化的過渡態(tài)氧與被氧化物的作用;后者以氧化物催化劑中的晶格氧與被氧化物發(fā)生作用而自身被還原,還原狀態(tài)的氧化物催化劑再從催化劑表面氣相中奪取氧而再被氧化,形成催化循環(huán)。
  從組成上可分為單一氧化物或混合氧化物催化劑,后者存在幾種形式:①生成復合氧化物,如尖晶石、重晶石、含氧酸鹽-雜多酸等;②形成固溶體,如氧化鐵-氧化鉻、氧化釩-氧化磷等;③相互分開的混合物,通過協(xié)同效應產(chǎn)生催化作用。有些催化劑雖然在催化劑生產(chǎn)廠出廠時是以氧化物的形態(tài)提供,但經(jīng)用戶活化處理后,或在使用過程中,會轉變或部分轉變?yōu)榻饘賾B(tài)。在氧化物催化劑中,多含有催化劑載體,如氧化鋁載體、硅膠載體等。
    
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