第一章 催化剂及催化作用

1、工业催化工业催化主要参考书工业催化主要参考书n工业催化工业催化n黄仲涛黄仲涛 主编主编 化学工业出版社化学工业出版社n催化作用基础（第三版）催化作用基础（第三版）n甑开吉等编甑开吉等编 著著 科学出版社科学出版社 2005年年n固体催化剂研究方法（上、下册）固体催化剂研究方法（上、下册）n辛勤辛勤 主编主编 科学出版社科学出版社2004年年工业催化原理课程主要内容工业催化原理课程主要内容n第一章、催化作用与催化剂第一章、催化作用与催化剂(4学时学时)n第二章、吸附作用与多相催化第二章、吸附作用与多相催化 (4学时学时)n第三章、各类催化剂及其催化作用第三章、各类催化剂及其催化作用 (10学时学

2、时) 酸碱催化剂及其催化作用酸碱催化剂及其催化作用 非纳米分子筛催化剂及其催化作用非纳米分子筛催化剂及其催化作用 金属催化剂及其催化作用金属催化剂及其催化作用 金属氧化物和硫化物催化剂及其催化作用金属氧化物和硫化物催化剂及其催化作用 络合催化剂及其催化作用络合催化剂及其催化作用n第四章、工业催化剂的制备与使用第四章、工业催化剂的制备与使用 (4学时学时)n第五章、工业催化剂的评价与宏观物性的测试第五章、工业催化剂的评价与宏观物性的测试 (2学时学时)n第六章、催化剂表征的现代物理方法简介第六章、催化剂表征的现代物理方法简介 (4学时学时)第一章 催化剂与催化作用n-本章主要内容n催化剂的基本概

3、念催化剂的基本概念n催化作用的基本特征催化作用的基本特征n催化剂的组成与功能催化剂的组成与功能n工业工业催化剂的基本要求催化剂的基本要求提高反应速度的方法提高反应速度的方法n工业上的一个化学反应，要能以一定的速度进行，工业上的一个化学反应，要能以一定的速度进行，即在单位时间内能够获得足够数量的产品。即在单位时间内能够获得足够数量的产品。n提高反应速度的手段：提高反应速度的手段：n加热的方法加热的方法n光化学方法光化学方法n电化学方法电化学方法n催化方法催化方法n既能提高反应速度，又能控制反应方向既能提高反应速度，又能控制反应方向什么是催化剂什么是催化剂?n催化剂催化剂是一种是一种物质，它能够加

4、速反应的速率而不物质，它能够加速反应的速率而不改变该反应的标准改变该反应的标准Gibbs自由能变化自由能变化。n催化剂将反应物转变为产物，在循环的最终步骤催化剂将反应物转变为产物，在循环的最终步骤催化剂再回到其原始状态。更简单地说，催化剂再回到其原始状态。更简单地说，催化剂催化剂是一种加速化学反应，而在其过程中自身不被消是一种加速化学反应，而在其过程中自身不被消耗掉的物质耗掉的物质。n许多种类物质可用来作催化剂，包括金属、金属许多种类物质可用来作催化剂，包括金属、金属化合物化合物(如金属氧化物、硫化物等如金属氧化物、硫化物等)、有机金属络、有机金属络合物、酶或细胞等。合物、酶或细胞等。活性中心

5、与转换频率活性中心与转换频率n催化剂并非所有的部分都参与反应物到产物的转催化剂并非所有的部分都参与反应物到产物的转化，因此那些参与的部分被称为化，因此那些参与的部分被称为活性中心活性中心。大多。大多数工业催化剂使用的形式是多孔小球，每一个小数工业催化剂使用的形式是多孔小球，每一个小球一般包含球一般包含1018个催化中心。个催化中心。n转换频率转换频率是指每个催化中心上单位时间内产生的是指每个催化中心上单位时间内产生的给定产物的分子数。给定产物的分子数。n催化剂在更换前每个催化活性中心上的催化循环催化剂在更换前每个催化活性中心上的催化循环周转超过十亿（周转超过十亿（109)次。次。催化剂是如何加

6、速反应速率的？催化剂是如何加速反应速率的？n对于对于N2+3H2=2NH3反应反应无无催化剂存在时，催化剂存在时，在在500 C、常压条件下，反应活化能高，常压条件下，反应活化能高，334 kJ/mol 。此条件下反应速度极慢，竞不能觉察出氨。此条件下反应速度极慢，竞不能觉察出氨的生成。的生成。催化剂存在下合成氨的催化剂存在下合成氨的反应途径与活化能反应途径与活化能n有催化剂存在下，在催化剂表面发生了如下所示的一系有催化剂存在下，在催化剂表面发生了如下所示的一系列表面作用过程，最后生成了氨分子。催化反应的速率列表面作用过程，最后生成了氨分子。催化反应的速率控制步骤是氮解离步骤，该步的控制步骤是

7、氮解离步骤，该步的活化能活化能70 kJ/mol 。n催化剂为反应物分子提供了一条较易进行的反应途径。催化剂为反应物分子提供了一条较易进行的反应途径。不同的催化剂的催化反应不同的催化剂的催化反应活化能可能不同。活化能可能不同。N2+3H2=2NH3的催化反应途径催化作用的四个基本特征催化作用的四个基本特征催化作用的特征（催化作用的特征（1）n催化剂只能加速热力学上可以进行的反应，而不催化剂只能加速热力学上可以进行的反应，而不能加速热力学上无法进行的反应。能加速热力学上无法进行的反应。n在开发一种新的化学反应的催化剂时，首先要对该在开发一种新的化学反应的催化剂时，首先要对该反应体系进行热力学分析

8、，看在给定的条件下是否反应体系进行热力学分析，看在给定的条件下是否属于热力学上可行的反应。属于热力学上可行的反应。催化作用的特征（催化作用的特征（2）n催化剂只能加速反应趋于平衡，不能改变平衡的催化剂只能加速反应趋于平衡，不能改变平衡的位置（平衡常数）。位置（平衡常数）。n化学平衡是由热力学决定的化学平衡是由热力学决定的 G0-RT1nKP ， 其中其中KP为反应的平衡常数，为反应的平衡常数， G0是产物与反应物的标准是产物与反应物的标准自由焓之差，是状态函数，只决定于过程的始终态，自由焓之差，是状态函数，只决定于过程的始终态，而与过程无关，催化剂的存在不影响而与过程无关，催化剂的存在不影响

9、G0值，它只能值，它只能加速达到平衡所需的时间，而不能移动平衡点加速达到平衡所需的时间，而不能移动平衡点。不能改变平衡的位置不能改变平衡的位置的例子的例子乙苯脱氢制苯乙烯乙苯脱氢制苯乙烯催化剂不能改变平衡位置催化剂不能改变平衡位置-实例实例 乙苯脱氢制苯乙烯，在乙苯脱氢制苯乙烯，在600常压、乙苯与水蒸汽摩常压、乙苯与水蒸汽摩尔比为尔比为1:9时，按平衡常数计算，达到平衡后苯乙烯的最时，按平衡常数计算，达到平衡后苯乙烯的最大产率为大产率为72.3，这是平衡产率，是热力学所预示的反应，这是平衡产率，是热力学所预示的反应限度。为了尽可能实现此产率，可选择良好催化剂以使限度。为了尽可能实现此产率，可

10、选择良好催化剂以使反应加速。但在反应条件下，要想用催化剂使苯乙烯产反应加速。但在反应条件下，要想用催化剂使苯乙烯产率超过率超过72.8是不可能的。是不可能的。不能改变平衡的位置不能改变平衡的位置的另一例子的另一例子烷烃异构化烷烃异构化不同异构不同异构体的辛烷值不相同体的辛烷值不相同62 RON93 RON31 RON74 RON104 RON75 RON94 RON辛烷值的定义辛烷值的定义辛烷值辛烷值：汽油在汽油机中燃烧时的抗震性指标汽油在汽油机中燃烧时的抗震性指标 。汽油辛烷值大，抗震性好，质量也好。汽油辛烷值大，抗震性好，质量也好。常以标准异辛烷值规定为常以标准异辛烷值规定为100，正庚烷

11、的辛烷值规定为，正庚烷的辛烷值规定为0，这两种标准燃料以不同的体积比混合起来，可得到，这两种标准燃料以不同的体积比混合起来，可得到各种不同的抗震性等级的混合液，在发动机工作相同各种不同的抗震性等级的混合液，在发动机工作相同条件下，与待测燃料进行对比。抗震性与样品相等的条件下，与待测燃料进行对比。抗震性与样品相等的混合液中所含异辛烷百分数，即为该样品的辛烷值。混合液中所含异辛烷百分数，即为该样品的辛烷值。催化剂也同时加速逆反应速率催化剂也同时加速逆反应速率n根据根据Kp=K正正/K逆逆，既然不能改变平衡常数，它必然，既然不能改变平衡常数，它必然以相同的比例加速正、逆反应的速率常数。这个推以相同的

12、比例加速正、逆反应的速率常数。这个推论具有重要意义。论具有重要意义。n对于可逆反应，能催化正方向反应的催化剂，就应对于可逆反应，能催化正方向反应的催化剂，就应该能催化逆方向的反应该能催化逆方向的反应。例如，脱氢反应的催化剂。例如，脱氢反应的催化剂同时也是加氢反应的催化剂，水合反应的催化剂同同时也是加氢反应的催化剂，水合反应的催化剂同时也是脱水反应的催化剂。时也是脱水反应的催化剂。这条规则对选择催化剂这条规则对选择催化剂很有用很有用。催化作用的特征（催化作用的特征（3）-催化剂对反应具有选择性催化剂对反应具有选择性n催化剂对反应具有选择性催化剂对反应具有选择性n根据热力学计算，某一反应可能生成不

13、只一种产物根据热力学计算，某一反应可能生成不只一种产物时，应用催化剂可加速某一目的产物的反应，即称时，应用催化剂可加速某一目的产物的反应，即称为催化剂对该反应的选择性。为催化剂对该反应的选择性。n工业上利用催化剂具有选择性，使原料转化为所需工业上利用催化剂具有选择性，使原料转化为所需要的产品。要的产品。n例如，以合成气例如，以合成气(COH2)为原料，使用不同的催化为原料，使用不同的催化剂则沿不同的途径进行反应。剂则沿不同的途径进行反应。催化剂对反应具有选择性催化剂对反应具有选择性-实例实例催化作用的特征（催化作用的特征（4）-催化剂的寿命催化剂的寿命n催化剂能改变化学反应的速度，其自身不进入

14、反应的催化剂能改变化学反应的速度，其自身不进入反应的产物，在理想的情况下不为反应所改变。产物，在理想的情况下不为反应所改变。n催化剂在参与反应过程中，先与反应物生成某种不稳催化剂在参与反应过程中，先与反应物生成某种不稳定的活性中间络合物，再继续反应生成产物，催化剂定的活性中间络合物，再继续反应生成产物，催化剂恢复到原来的状态。催化剂象这样不断循环起作用。恢复到原来的状态。催化剂象这样不断循环起作用。一定量的催化剂可以使大量的反应物转化为大量的产一定量的催化剂可以使大量的反应物转化为大量的产物。物。n实际反应过程中，催化剂并不能无限期地使用，在长实际反应过程中，催化剂并不能无限期地使用，在长期的

15、反应条件下和化学作用下，会发生不可逆物理和期的反应条件下和化学作用下，会发生不可逆物理和化学变化，如晶相变化、晶粒分散度的变化、组分的化学变化，如晶相变化、晶粒分散度的变化、组分的流失等，导致催化剂的失活。流失等，导致催化剂的失活。催化剂几个重要的性能指标催化剂几个重要的性能指标n根据催化作用、催化剂定义和特性分析知道催化剂有根据催化作用、催化剂定义和特性分析知道催化剂有三个重要指标：三个重要指标：活性、选择性活性、选择性和和稳定性稳定性。n工业生产更多强调的是原料和能源的充分利用。工业生产更多强调的是原料和能源的充分利用。n改进型的研究改进型的研究，一般是追求选择性，其次是稳定性，一般是追求

16、选择性，其次是稳定性，最后才是活性。最后才是活性。n新催化剂新催化剂及工艺的研究，则先追求高活性、高选择性，及工艺的研究，则先追求高活性、高选择性，最后才是稳定性。最后才是稳定性。催化剂活性、选择性和稳定性的概念催化剂活性、选择性和稳定性的概念n活性活性是指催化剂影响反应进程变化的程度。是指催化剂影响反应进程变化的程度。n选择性选择性是指所消耗的原料中转化成目的产物是指所消耗的原料中转化成目的产物的分率。的分率。n稳定性稳定性是指催化剂的活性和选择性随时间变是指催化剂的活性和选择性随时间变化的情况。化的情况。活性的几种表示方法活性的几种表示方法n转化率转化率n时空产率时空产率n转换频率转换频率

17、n反应速率反应速率 n比活性比活性转化率表示法转化率表示法- -工业上最为常用的活性表示方法工业上最为常用的活性表示方法n对于对于AB反应，给定温度下所达到的转化率可用下式表示：反应，给定温度下所达到的转化率可用下式表示：XA=（反应后已转化的反应后已转化的A摩尔数摩尔数NA /进料中进料中A的摩尔数的摩尔数N0A）100%n注意：注意：在用转化率比较活性时，要求反应在用转化率比较活性时，要求反应温度温度、压力压力、原料气浓原料气浓度度和和停留时间停留时间都必须相同。都必须相同。还必须给出时间条件还必须给出时间条件以转化率以转化率表示催化剂活性的例子表示催化剂活性的例子规定转化率规定转化率所需

18、的温度和空速表示法所需的温度和空速表示法 n用完成给定的转化率（如用完成给定的转化率（如XA=80%）所需要的温度所需要的温度来表示，温度越低活性越高。来表示，温度越低活性越高。n压力压力、原料气浓度原料气浓度和和停留时间停留时间等条件都必须相同等条件都必须相同n用完成给定的转化率（如用完成给定的转化率（如XA=80%）所需要的空速所需要的空速表示，空速越高活性越好。表示，空速越高活性越好。n反应反应温度温度、压力压力、原料气浓度原料气浓度都必须相同。都必须相同。单程转化率单程转化率n有些反应因受热力学平衡限制，平衡转化率不高，有些反应因受热力学平衡限制，平衡转化率不高，为了充分利用原料，需将

19、反应产物分离，然后补为了充分利用原料，需将反应产物分离，然后补充新鲜原料再循环使用。充新鲜原料再循环使用。n对一次通过催化剂的转化率称为单程转化率对一次通过催化剂的转化率称为单程转化率。时空产率时空产率表示法表示法- -工业上最为常用的活性表示方法工业上最为常用的活性表示方法n指在一定条件（温度、压力、进料组成、空速）指在一定条件（温度、压力、进料组成、空速）下，单位时间内，使用单位体积下，单位时间内，使用单位体积V或单位质量的催或单位质量的催化剂所能得到目的产物的量（摩尔数化剂所能得到目的产物的量（摩尔数NB、或质量）或质量）来表示，如下式：来表示，如下式：Y= NB/(V t)时空收率计算

20、例子时空收率计算例子n苯加氢生产环己烷，年产苯加氢生产环己烷，年产15000吨环己烷的反应器，内吨环己烷的反应器，内装有装有Pt/Al2O3催化剂催化剂2M3，若催化剂的堆积密度为若催化剂的堆积密度为0.66g/cm3，一年按一年按300天生产计算，计算其时空产率。天生产计算，计算其时空产率。nYts=15000*1000/（2*300*24）n单位：单位：kg/(M3催化剂催化剂 h)转换频率转换频率表示法表示法n定义：定义：单位时间内每个活性中心单位时间内每个活性中心转化的分子数。转化的分子数。n这个表示方法很科学，但测定起来却不容易。这个表示方法很科学，但测定起来却不容易。n活性中心（部

21、位活性中心（部位)-固体催化剂，其表面化学性质和固体催化剂，其表面化学性质和物理性质不同。物理性质不同。n活性中心的测定：活性中心的测定：n金属催化剂金属催化剂-利用选择性化学吸附利用选择性化学吸附n酸性催化剂酸性催化剂-用吸附碱性分子用吸附碱性分子催化反应速率催化反应速率表示法表示法n反应速率表示反应快慢，一般有三种表示方法。反应速率表示反应快慢，一般有三种表示方法。n以催化剂重量为基淮以催化剂重量为基淮n以催化剂体积为基准以催化剂体积为基准n以催化剂表面积为基准以催化剂表面积为基准n在催化反应动力学的研究中，活性多用反应速率在催化反应动力学的研究中，活性多用反应速率来表达。来表达。反应速率

22、表示方法反应速率表示方法nAB反应，以反应，以V、S和和W分别代表催化剂的体积、表面分别代表催化剂的体积、表面积和重量，则以不同形式表示的反应速率积和重量，则以不同形式表示的反应速率r分别是：分别是： nrv=（1V）(dNAdt)=(1V)(dNBdt)molcm-3h-1nrs= (1/s)(dNA/dt) =(1/s)(dNB/dt) molcm-2h-1 rw= (1/w)(dNA/dt) =(1/w)(dNB/dt) molg-1h-1以催化剂表面积为基准反应速率表示例以催化剂表面积为基准反应速率表示例以催化剂重量为基准反应速率表示例以催化剂重量为基准反应速率表示例比活性比活性n对于

23、固体催化剂，与催化剂单位表面积相对应的对于固体催化剂，与催化剂单位表面积相对应的活性称为比活性（活性称为比活性（）n=k/Snk-催化反应速度常数；催化反应速度常数；nS-活性比表面积。活性比表面积。n催化剂的比活性只取决于催化剂的化学组成与结催化剂的比活性只取决于催化剂的化学组成与结构，而与其表面大小无关。构，而与其表面大小无关。n催化研究中常采用比活性来评选催化剂。催化研究中常采用比活性来评选催化剂。 选择性选择性工厂常用产率来表示催化剂的优劣：稳定性和寿命稳定性和寿命n稳定性和寿命对于工业催化剂来说是致关重要的。稳定性和寿命对于工业催化剂来说是致关重要的。n稳定性稳定性是指催化剂的活性和

24、选择性随时间变化是指催化剂的活性和选择性随时间变化的情况。的情况。n寿命寿命是指在指定的使用条件下，催化剂的活性能是指在指定的使用条件下，催化剂的活性能够达到装置生产能力和原料消耗定额的允许使用够达到装置生产能力和原料消耗定额的允许使用时间，可以是指活性下降后再生活性又恢复的累时间，可以是指活性下降后再生活性又恢复的累计使用时间。计使用时间。工业催化剂的稳定性工业催化剂的稳定性n工业催化剂的稳定性包括如下几方面：工业催化剂的稳定性包括如下几方面：n1)化学稳定性：保持稳定的化学组成和化合状态。化学稳定性：保持稳定的化学组成和化合状态。n2)热稳定性：能在反应条件下，不因受热而破坏其热稳定性：能

25、在反应条件下，不因受热而破坏其物理化学状态，能在一定温度范围内保持良好的稳物理化学状态，能在一定温度范围内保持良好的稳定性。定性。n3)机械稳定性：固体催化剂颗粒抵抗摩擦、冲击、机械稳定性：固体催化剂颗粒抵抗摩擦、冲击、重压、温度等引起的种种应力的程度重压、温度等引起的种种应力的程度。催化剂活性随时间变化曲线催化剂活性随时间变化曲线工业催化剂的寿命工业催化剂的寿命工业催化剂的要求工业催化剂的要求n1. 活性活性n2. 选择性选择性n3.稳定性与使用寿命稳定性与使用寿命n4.外形外形n5.抗压碎强度抗压碎强度n6.导热性与比热导热性与比热n7.再生性能再生性能n8.可重复性可重复性催化剂的组成与

26、功能催化剂的组成与功能固体催化剂固体催化剂又称活性组分又称活性组分催化剂的主要成分催化剂的主要成分同时起催化作用，缺一不可同时起催化作用，缺一不可主催化剂主催化剂n是催化剂的主要成分是催化剂的主要成分-活性组分，是起催化作用的根本活性组分，是起催化作用的根本性物质。性物质。n例如，合成氨催化剂例如，合成氨催化剂Fe-K2O-Al2O3/C 中，无论有无中，无论有无K2O、Al2O3 ， Fe总是有催化作用的，只是活性较低，总是有催化作用的，只是活性较低，寿命较短。如果没有寿命较短。如果没有Fe，催化剂就一点也活性没有，催化剂就一点也活性没有，Fe是合成氨催化剂的活性组分。是合成氨催化剂的活性组

27、分。n有的主催化剂由有的主催化剂由2种或种或2种以上的活性组分共同组成。种以上的活性组分共同组成。如如MoO3-Al2O3, WO3-ZrO2等。等。助催化剂助催化剂n助催化剂助催化剂是加到催化剂中的少量物质（是加到催化剂中的少量物质（510%) ，是催化剂的辅助成分，本身没有催化活性或活性是催化剂的辅助成分，本身没有催化活性或活性很小。很小。n可以改变催化剂的化学组成、结构、价态、酸碱可以改变催化剂的化学组成、结构、价态、酸碱性、分散度等性、分散度等n具有提高主催化剂的活性、选择性，稳定性和寿具有提高主催化剂的活性、选择性，稳定性和寿命。命。n助催化剂的种类：助催化剂的种类：结构性助催化剂结

28、构性助催化剂和和电子型助催电子型助催化剂化剂助催化剂改变催化剂的结构和分散度的例子助催化剂改变催化剂的结构和分散度的例子助催化剂改变催化剂活性的例子助催化剂改变催化剂活性的例子结构性助催化剂结构性助催化剂n结构性助催化剂结构性助催化剂的作用主要是提高活性组分的分散性的作用主要是提高活性组分的分散性和热稳定性。通过加入这种助催化剂，使活性组分的和热稳定性。通过加入这种助催化剂，使活性组分的细小晶粒间隔开来，不易烧结；也可以与活性组分形细小晶粒间隔开来，不易烧结；也可以与活性组分形成固熔体而达到热稳定，提高活性。成固熔体而达到热稳定，提高活性。n能起结构稳定作用的助催化剂，多为熔点较高、难还能起结

29、构稳定作用的助催化剂，多为熔点较高、难还原的金属氧化物。原的金属氧化物。n如氨合成用的如氨合成用的Fe催化剂，通过加入少量的催化剂，通过加入少量的Al2O3。使其。使其活性、和寿命大大延长。原因是活性、和寿命大大延长。原因是Al2O3与活性与活性Fe形成了形成了固熔体，有效阻止了固熔体，有效阻止了Fe的烧结。的烧结。电子型助催化剂电子型助催化剂n电子型助催化剂：电子型助催化剂：作用是调整催化剂主要活性组分的作用是调整催化剂主要活性组分的电子结构、表面性质或晶形结构，从而提高催化剂的电子结构、表面性质或晶形结构，从而提高催化剂的活性和选择性。研究表明，金属的催化活性与其表面活性和选择性。研究表明

30、，金属的催化活性与其表面电子的授受能力有关。具有空成键轨道的金属，对电电子的授受能力有关。具有空成键轨道的金属，对电子有强的吸引力，而吸附能力的强弱和催化活性紧密子有强的吸引力，而吸附能力的强弱和催化活性紧密相连的。相连的。n如氨合成用的铁催化剂中，如氨合成用的铁催化剂中，Fe有空的有空的d轨道，可以接受轨道，可以接受电子，在电子，在Fe-Al2O3中加入中加入K2O后，后， K2O把电子传给把电子传给Fe，使使Fe原子的电子密度增加，提高其活性，所以原子的电子密度增加，提高其活性，所以K2O 是是电子型的助催化剂。电子型的助催化剂。n电子型助催化剂能使催化反应活化能降低。电子型助催化剂能使催

31、化反应活化能降低。电子助催化剂电子助催化剂n其作用是改变主催化剂的电子状态，提高催化性能。其作用是改变主催化剂的电子状态，提高催化性能。n如如氨合成中用的钌氨合成中用的钌- -活性炭活性炭- -碱金属催化剂中的碱金属碱金属催化剂中的碱金属便是一种电子助催化剂。实验证明，钌负载活性炭，便是一种电子助催化剂。实验证明，钌负载活性炭，对氨合成的活性很低，添加能给电子的碱金属后活性对氨合成的活性很低，添加能给电子的碱金属后活性剧烈增加，而且给电子能力越强，活性越高。剧烈增加，而且给电子能力越强，活性越高。载体载体n载体是催化剂载体是催化剂活性组分的分散剂、支撑体，是负载活活性组分的分散剂、支撑体，是负

32、载活性组分的骨架。将活性组分、助性组分的骨架。将活性组分、助催化剂催化剂负载于负载于载体上载体上所制得的催化剂，称为所制得的催化剂，称为负载型负载型催化剂。催化剂。n载体有天然的和人工合成的，可划分为低比表面和高载体有天然的和人工合成的，可划分为低比表面和高比表面两大类。比表面两大类。n载体关系到催化剂的活性、选择性、热稳定性、机械载体关系到催化剂的活性、选择性、热稳定性、机械强度，也关系到催化过程的传质特性。强度，也关系到催化过程的传质特性。载体的功能载体的功能n1、提供有效的表面和合适的孔结构；、提供有效的表面和合适的孔结构； n2、增强催化剂的机械强度；、增强催化剂的机械强度；n3、改善

33、催化剂的热稳定性；、改善催化剂的热稳定性； n4、减少活性组分的含量；、减少活性组分的含量；n5、提供附加的活性中心；、提供附加的活性中心；n6、与活性组分之间的、与活性组分之间的溢流现象和强相互作用溢流现象和强相互作用。载体维持载体维持活性组分的高度分散活性组分的高度分散nPt 110 nm之间分散度迅速降低；之间分散度迅速降低；n无载体的无载体的 0.55 nm Pt粒子粒子 在在400500oC温度下，会迅速烧结，温度下，会迅速烧结， 400oC下，下，1小时小时 50 nm ，6个月变成个月变成200 nm 。n若在载体上，烧结和聚集就大大降低。若在载体上，烧结和聚集就大大降低。载体载

34、体提供附加的活性中心提供附加的活性中心-例子例子n像像-Al2O3这类载体表面存在酸性活性中心，这类载体表面存在酸性活性中心，Pt/ -Al2O3 催化剂，载体的这种附加的酸性活性中心，催化剂，载体的这种附加的酸性活性中心，可以使正构烷烃的异构化反应朝有利的方向进行。可以使正构烷烃的异构化反应朝有利的方向进行。理想的催化剂载体理想的催化剂载体应具备下列条件应具备下列条件 (I)n1、具有能适合反应过程的形状和大小；、具有能适合反应过程的形状和大小；n2、有足够的机械强度，能经受反应过程中机械或热的、有足够的机械强度，能经受反应过程中机械或热的冲击；有足够的抗拉强度，以抵抗催化剂使用过程中冲击；

35、有足够的抗拉强度，以抵抗催化剂使用过程中逐渐沉积在细孔里的副反应产物如积碳或污物而逐渐沉积在细孔里的副反应产物如积碳或污物而引起的破裂作用；引起的破裂作用；n3、有足够的比表面，合适的孔结构和吸水率，以便在、有足够的比表面，合适的孔结构和吸水率，以便在其表面能均匀地负载活性组分和助催化剂，满足催化其表面能均匀地负载活性组分和助催化剂，满足催化反应的需要；反应的需要；n4、有足够的稳定性以抵抗活性组分、反应物及产物的、有足够的稳定性以抵抗活性组分、反应物及产物的化学侵蚀，并能经受催化剂的再生处理；化学侵蚀，并能经受催化剂的再生处理；理想的催化剂载体理想的催化剂载体应具备下列条件应具备下列条件 (II)n5、能耐热，并具有合适的导热系数；、能耐热，并具有合适的导热系数；n6、不含可使催化剂中毒或副反应增加的物质、不含可使催化剂中毒或副反应增加的物质n7、原料易得，制备方便，在制备载体以及制备成催化剂、原料易得，制备方便，在制备载体以