贵金属整体式催化剂简介

2016-05-14
研发部

                                     工业废气净化器

  贵金属整体式催化剂是近几十年发展起来的新型催化剂,大多为蜂窝形结构,该类催化剂一般以堇青石蜂窝陶瓷为基体,在其表面上涂覆涂层作为第二载体,然后再负载活性组分Pt和Pd等(其中涂层是负载活性组分的媒体,在这类催化剂中起到关键的作用)。

       由于早期开发的陶瓷载体催化剂的横截面呈蜂窝结构,故又称之谓蜂窝状催化剂。该类催化剂的基本特性是通道内存在有限的径向混合,而相邻通道间几乎无任何传质作用。

贵金属整体式催化剂的组成

      整体式催化剂的基本构造是由载体、涂层(washcoat)和活性组分三部分组成。

载体

       载体不仅起着承载涂层和活性组分的作用,而且还将为催化反应提供合适的流体通道,因此,一个理想构件化催化剂的载体应具备下列条件:1、有适合的表面组成和结构,以便在其表面能均匀地负载具有高比表面积的涂层;2、低的比热和热容,适宜的导热系数,使催化剂能在最短时间内达到反应温度;3、有足够大的的几何表面积从而减小催化剂的体积;4、有适宜的几何形状以降低背压;5、有足够的机械强度,以承受反应过程中的机械和热的冲击。通常满足上述要求的载体材料有多种,但最常用的是耐高温的陶瓷和金属合金。

涂层(washcoat)

       一般情况下,整体式催化剂载体的表面积都很低(通常小于1m2/g),因此在载体表面涂覆一层高表面积的涂层十分必要。除此之外,涂层还能使催化剂活性组分与载体有效牢固地结合,并能极大地发挥活性组分的作用。目前绝大多数整体式催化剂的涂层材料均为Al2O3,它的比表面积可达200,有较好的耐高温和耐化学腐蚀性,其内孔有利于活性组分的均匀分散。

活性组分

       整体式载体涂覆涂层后,还要嵌入活性组分。嵌入活性组分的方法有多种,如浸渍、沉淀、离子交换、原位晶化,这些与在传统催化剂载体上负载活性组分没有本质区别。

贵金属整体式催化剂的制备

涂层制备方法

       浸涂法(Impregnation);溶胶-凝胶法(Sol-gel);化学气相沉积法(CVD);原位反应法(Insitu reaction);等离子喷涂法(Plasma-spray);预涂覆法(Precoat);电化学沉积法(Electrochemical deposition)。不同方法有各自的优缺点,实际使用根据自己的需要选择!

活性组分嵌入

        嵌入活性组分的方法有多种,如浸渍、沉淀、离子交换、原位晶化,这些与在传统催化剂载体上负载活性组分没有本质区别。

贵金属整体式催化剂的应用

       贵金属整体式催化剂主要有以下几个方面的应用:1、废气净化中的应用;2、环保领域是整体式催化剂最早也是最成功的应用领域之一;3、催化燃烧中的应用;4、其他多相催化反应中的应用。

       20世纪80年代以来,整体式催化剂日益受到人们的关注,除了在环保和燃烧领域得到广泛应用外,在其他化工过程中的应用也越来越多,如甲烷化、烷烃的蒸汽转化,加氢/脱氢反应,制氢反应以及合成汽油等气相反应过程。

来源:内江洛伯尔材料科技有限公司