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废气处理催化剂的种类

来源: 发布日期: 2020-12-26 18:04:20
废气处理催化剂种类繁多,分类方法也不尽相同。它可分为酸碱催化剂、金属催化剂、半导体催化剂和分子筛催化剂。这些催化剂的共同特点是能对反应物产生不同程度的化学吸附。因此,催化离不开吸附。对催化过程的研究表明,一般的催化过程是从吸附开始的。
1酸碱催化剂
这里的酸碱是指广义的酸碱,即路易斯酸和路易斯碱,可以为反应物的化学吸附提供酸碱活性吸附中心,从而促进其化学反应。如活性粘土、硅酸铝、氧化铝和一些金属氧化物,特别是过渡金属氧化物或其盐类。
2金属催化剂
金属的吸附能力取决于金属和气体的分子结构和吸附条件。
273k下典型气体不同金属表面的吸附实验表明,具有d-电子空位轨道的金属元素对某些典型气体具有不同的化学吸附能力。这些金属除Ca、Sr、ba外,大部分是过渡金属。它们依赖于不参与金属键或非键合电子杂化轨道的电子,吸附吸附质分子形成吸附键,催化与吸附质分子的反应。
3半导体催化剂
半导体催化剂主要是半导体型过渡金属氧化物,可以提供准自由电子或准自由空穴,分为n型半导体和p型半导体。N型半导体催化剂,如ZnO,依靠自身的准自由电子与反应物形成吸附键;p型半导体催化剂,如NiO,则依靠自身的准自由空穴与反应物形成吸附键。由于吸附键的形成,半导体的导电性发生变化,这是影响催化剂活性的主要因素之一。实际上,气体分子与半导体催化剂之间吸附键的形成是一个非常复杂的过程。半导体催化机理的研究中,我们还发现电子跃迁引起的能带对吸附键的形成起着重要的作用。因此,不能简单地认为能提供电子的反应物分子只能与p型半导体催化剂形成吸附键。
4沸石催化剂
沸石分子筛作为吸附剂,广泛应用于干燥、提纯、分离等过程。自20世纪60年代以来,沸石分子筛催化剂和催化剂载体的应用中出现。沸石是一种具有相同直径微孔的天然晶体铝硅酸盐,故又称分子筛。上世纪50年代,已经工业化的分子筛超过了数百种。许多重要的分子筛催化反应不能分离。分子筛的催化作用还依赖于其表面(包括内表面)的酸性中心形成吸附键。然而,与酸碱催化剂相比,分子筛具有更强的选择性,因为它可以拒绝较大孔径的分子进入内表面。同时,通过离子交换可以调节分子筛表面的酸碱度,其性能优于一般的酸碱催化剂。近年来,开发了一种新型的非硅铝合成分子筛,催化领域得到了广泛的应用。可见,分子筛催化领域具有特殊的作用。
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