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小木虫论坛-学术科研互动平台 » 化学化工区 » 催化 » 催化反应 » 如何解释催化剂载体粒径与催化活性的关系
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美涛

[交流] 如何解释催化剂载体粒径与催化活性的关系

我的实验采用不同粒径的介孔r-Al2O3为载体制备的催化剂用于某反应中，结果发现，颗粒小的载体制备的催化剂对产物的选择性不好，寿命也差，但颗粒大的载体制备的催化剂不但寿命长，而且选择性也好。我不知道该怎么解释。原则上颗粒越小，内扩散越小，催化剂寿命和选择性应该好。急需要大家的帮忙，谢谢了！
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1楼 2007-07-04 08:58:11
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musf

至尊木虫 (著名写手)

个人拙见

★
nxl5096224(金币+1):呵呵，谢谢应助！3Q
粒径大小和催化活性的关系应该结合具体的反应进行讨论,反应不同对催化剂粒径的要求也不同,小粒径的催化剂并不能提高所有催化剂的催化活性!比方说,对甲苯甲醇的择形烷基化反应而言,大颗粒催化剂的催化性能要优于小颗粒,这涉及到目的产物在分子筛孔道中的扩散.以上仅是个人的一点意见,仅供楼主参考!
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2楼2007-07-04 09:43:53
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tana3599102

金虫 (正式写手)
★
nxl5096224(金币+1):呵呵，谢谢关注！
个人认为和你所使用的催化体系有关，比如反应物的性质，反应的温度等，另外，寿命低可能是由于小颗粒的凝结，或孔的阻塞造成！不一定小的就好，很多时候，要因地制宜阿！
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3楼2007-07-04 10:36:49
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jacken

金虫 (正式写手)

Being 催化专家......
★
nxl5096224(金币+1):呵呵，谢谢关注！
你的反应是扩散控制的，估计只有颗粒外一层起到作用。
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Being催化专家......
4楼2007-07-04 11:11:51
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liuliu7139

银虫 (小有名气)
★
nxl5096224(金币+1):呵呵，谢谢参与！
主要看具体的反应和具体的产物吧，出现这种现象也是可能的，这可以从“择形催化”上去解释你的结果，不过还是要针对你的反应查文献看看
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5楼2007-07-04 12:33:53
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coco2004

铁杆木虫 (正式写手)
★ ★
nxl5096224(金币+2):呵呵，谢谢提供！3Q!
内扩散对复合反应选择性的影响
一、平行反应
A → B    反应1
A → D    反应2
∵ CAS>CA
∴当1反应级数>2反应级数,内扩散影响对选择性不利。
   当1反应级数<2反应级数,内扩散影响对选择性有利。
二、连串反应
存在内扩散阻力时， S= 1-k2CB/k1CA
∵CA CBS
∴S’
    这些是一些动力学方面的东西,不知道对楼主是不是有帮助!当内扩散影响对选择性有利的时候,颗粒大的时候内扩散影响不易被消除,选择性就高了.

[ Last edited by coco2004 on 2007-7-4 at 14:52 ]
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6楼2007-07-04 14:46:20
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musf

至尊木虫 (著名写手)

加一点补充

★ ★
rabbit7708(金币+2):多谢补充！：）
关于ZSM-5分子筛粒径对甲苯甲醇择形烷基化反应影响的一点资料:在粒径1μm 左右的小颗粒上该反应产物中的二甲苯为热力学平衡分布，而在大颗粒HZSM-5（3-10μm）上，呈现出对二甲苯选择性，最高可达84％，但甲苯转化率有所下降.这个结果可能是晶粒大、孔道长，有利于发挥最小分子尺寸的对二甲苯的扩散优势，大晶粒外表面小使更多的酸位处于孔道内有利于抑制已生成的对二甲苯发生异构化，但同时转化率降低.
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7楼2007-07-04 22:46:24
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美涛

引用回帖:
Originally posted by coco2004 at 2007-7-4 14:46:
内扩散对复合反应选择性的影响
一、平行反应
A → B    反应1
A → D    反应2
∵ CAS>CA
∴当1反应级数>2反应级数,内扩散影响对选择性不利。
   当1反应级数<2反应级数,内扩散影响对选择性有利 ...

我的反应就是连串反应，我不是很明白你所说的颗粒大内扩散不容易消除所以选择性高这句话。请赐教。多谢！
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8楼2007-07-05 16:59:11
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louis.troy

木虫 (正式写手)
★
linweiguo0(金币+1):谢谢参与
引用回帖:
Originally posted by 美涛 at 2007-7-5 04:59 PM:




我的反应就是连串反应，我不是很明白你所说的颗粒大内扩散不容易消除所以选择性高这句话。请赐教。多谢！

你确定反应物和产物分子都是小于分子筛孔道的介孔吗？2种分子筛除了粒径之外都是相同的吗，包括晶胞？
    还有可能大晶粒分子筛的孔体积相对大，吸附容量大，反应空间以及反应物接触反应几率加大！
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9楼2007-07-05 17:28:00
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coco2004

铁杆木虫 (正式写手)
★ ★
nxl5096224(金币+2):谢谢你的解释咯~
引用回帖:
Originally posted by 美涛 at 2007-7-5 04:59 PM:




我的反应就是连串反应，我不是很明白你所说的颗粒大内扩散不容易消除所以选择性高这句话。请赐教。多谢！

“颗粒大内扩散不容易消除所以选择性高”这句话是有前提的，就是当扩散对选择性有利的时候才有这样的结论。但是当扩散对选择性无利时，结论就相反了，颗粒越大选择性越低。按照道理来讲，对连串反应A=B=C，不知道B是不是你的目标产物，如果B是目标产物，则扩散对选择性无利（即颗粒越大，选择性越低），如果你的反应是B为目标产物，那么可能就是其他的原因。如果是C目标产物，则扩散对选择性有利（即颗粒大，选择性高），便可以解释了。
    拙见，请多多交流。如果有需要，还可以继续交流共同进步！

[ Last edited by coco2004 on 2007-7-9 at 14:34 ]
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10楼2007-07-09 14:33:03
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