催化剂的比表面积

催化剂的宏观结构

2．1．1  表面积的E要性

    催化反应分为均相催化和多相催化，且以多相催化最为常见。由于多相催化反应是发生

在催化刑表面上，所以表面积的大小会直接影响到催化剂活性的高低。虽然只有少数催化剂

的表面是均匀的，这样的催化剂的活性与表面积直接成比例，如丁烷在铬—铝催化剂上脱氢

反应，该反应速率与表面积几乎成直线关系，但是，这种关系并不普遍。对于绝大多数的多

相催化反应，催化剂的活性(反应速率)M可表示为以下三个参数的乘积，

    ”＝K5s／    (2—U

    式中，h为催化剂单位表面上的反应速率(比活性)；5*为催化刑的比表面积，即单位质量的催化剂的总面积；／为内表面利用率。M只取决于催化剂的化学组成是一个常数，因此对于一定化学组成的催化剂其活性取决于5：及／。催化反应主要是在多孔催化剂的内表面上进行的，当M一定时比表面积愈大催化活性愈高。还应指出，并非在任何情况下催化剂的表面积愈大愈好。例如，催化氧化为强放热反应，如果催化刑的表面积大，则单位质量催化刑的活性高，这样的单位容积反应器内，单位时间反应量就很大，使反应装置中的热平衡遇到破坏，造成高温或局部高温，甚至发生事故。因此表面积是催化剂的基本性质之一，它对催化剂的研究是很重要的。较早人们就曾利用测表面积预示催化剂的中毒。催化剂表面的表面积测定也用于估计载体和助剂的作用(是增加了单位表面积活性，还是增加了表面积)一些理论研究中，在可以时也总是求出比活性(单位表面积上的活性)，并且用它表征催化剂的性质。

    测比表面积的典型的方法是BET(Brunauer—Emmen—了e11er)法，6ET法是布鲁淄尔—爱构特—泰勒总结归纳的多层吸附理论，简称为BET。BET公式通用形式为式中，v是在平衡压力为9时吸附质的吸附量；vm为第一层盖满时吸附质的吸附量，

A c，为在实验温度时的气体饱和蒸气压；c为常数‘这是一个一般的直线方程，显然以页六二面对A／Ao做固应得一条直线。用此法可对实验数据进行验证。对常遇到的等温线，相对压力在o．05一o．35范围内符合很好。面在这范

围以外不能很符合。