催化剂活化

    催化剂活化 : 在催化 剂制备过程中,最后通过处理使催化剂具备 有反应所需的活化态的过程,称为催化剂的 活化。有的催化剂经过煅烧分解后即能达到 活化态,但有些催化剂在使用前必须经过脱 水、还原、氧化、硫化等一步或几步处理,使 其具有催化活性。活化过程一方面要使活性 组分转变为活性状态,另一方面要使活性状 态稳定化。用于石油馏分加氢脱硫的Co、Ni、 Mo、W类催化剂,需要经过特定的预硫化过 程才能达到最优的催化性能。用于加氢或脱 氢等反应的催化剂,一般是先制成金属盐或 金属氧化物,然后在一定的温度下用还原性 气体还原,这一活化过程称为还原。常用的 还原气体为H₂和CO,也可以引入N₂、H₂O 作为稀释剂以控制还原温度,有些需要引入 少量的CCl₄、HCl、H₂O气流活化,以增强催 化剂的酸度和酸强度。催化剂的还原过程是 使金属离子从高价态还原为低价态或零价 态。还原温度、还原时间、还原气体的组成, 对还原后的离子价态、还原程度、金属晶粒 大小等都有明显的影响。衡量催化剂还原完 全的程度用还原度R表示。还原度为催化剂 中已经除去的氧量W与由化学方程式理论 计算可除去氧量W₀的比值,R=W/W₀× 100%。当用H₂还原氧化物制备活性金属催 化剂时,必须注意控制还原速度,以免强烈 放热造成金属的烧结。
金属合金通过处理得到骨架型金属催化 剂也是一个活化过程。如镍铝合金用氢氧化 钠溶液处理得到Raney镍催化剂。处理的各 项条件对所得催化剂的性能有明显影响。
许多催化剂活化是在工业装置开工时的 反应器中进行的,如一些烃类选择性催化氧 化反应可用混合氧化物催化剂。开工初期可 采用的气氛和温度,也会影响达到稳态后催 化剂的状态 (如还原度) 及其催化性能。