首頁 物理化學實驗

.5脈衝式微型催化反應器評價催化劑活性

一、實驗目的

(1) 了解脈衝式微型催化反應器的裝置和特點。

(2) 通過異丙醇脫水反應催化劑活性的測定,掌握用脈衝式微型催化反應器評價固體顆粒催化劑活性的一般方法。

二、實驗原理

脈衝催化技術是研究催化劑動力學特性的微量技術之一。其基本特點是將微型催化反應器與氣相色譜儀聯合使用,而反應物以脈衝方式進樣。脈衝催化技術有如下優點:

(1) 微型催化反應器的反應管特別細小,一般內徑約4~8mm,長度約100~200mm,裝入的催化劑一般隻有0.1~0.2g,催化劑在反應管中的長度通常隻有0.2~1cm。因此,當反應物經過催化劑時,反應產生的熱效應很小,這就很容易做到在等溫條件下研究催化劑的動力學特性。

(2) 所用催化劑均是經過粉碎的細小顆粒,比較容易排除外界傳質因素對研究的影響。

(3) 由於反應原料需要量很少,在試驗時可用超高純和同位素等稀貴原料。例如,脈衝進樣時,一般一個脈衝的氣體反應物僅有0.5mL到幾個毫升,**反應物僅為0.5μL到幾個微升。

(4) 脈衝式微型催化反應器的進料是間斷地以脈衝形式供給的。它可以通過定量進樣閥或微量注入器供料,操作比較方便。由於每一脈衝的供料量很少,在兩個脈衝之間催化劑表麵被不斷流過的氣體活化,因此催化劑一直處於新鮮狀態,應用這種催化反應器很容易獲得催化劑的初活性,往往可以利用少量催化劑和少量反應物在數分鍾或數十分鍾內完成一次催化劑的初活性評價。

(5) 由於脈衝進樣是不連續的,因此可以逐個分析脈衝在催化劑上的反應情況,跟蹤催化劑在反應過程中所發生的變化,還可以研究毒物對催化劑的影響,並由此推斷催化劑活性中心的性質、數量和強度,為研究催化劑的吸附特性以及反應機理提供有力的依據。