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        催化劑載體的6個物理性質

        點擊次數:809  更新時間:2020-04-21    

        1、粒徑及粒度分布

        (1)單個顆粒的粒度

        粉末顆粒雖然具有各種形狀及大小,而用于催化劑載體的粉末顆粒的粒徑,小的可以為幾微米,大的可達到幾毫米。對于單個球形顆粒來說,用其直徑就能表示出它的體積和外表面積,對于各種大小粒子組成的粉末,通常用平均粒徑來表示。載體大都是片狀、柱狀或不規則的形狀,為了表示這種非球形顆粒的大小,就采用當量直徑來表示。當量直徑—把與非球形顆粒相等的圓球的直徑作為非球形顆粒的當量直徑。

        (2)粒度分布及平均直徑

        通常將粉末顆粒的大小稱作粒度,對于粉末體而言,粒度是指粉末顆粒的平均大小。實際上,一種粉末總不會是同一粒度的,而是處于一定的粒度范圍內。粉末粒度的測定方法有多種,其中以篩分法、顯微鏡法及沉淀法使用較多。

        2、固體顆粒的自然堆角和內摩擦角,粉末的流動性對于篩分、混合及成型等操作過程都是很重要的影響因素,為了表征這種固體顆粒在堆放和流動時某些特性,需要引入自然堆角和內摩擦角的概念。

        (1)自然堆角

        把固體顆粒在水平板上自然堆放成堆,顆粒的棱線與水平板的夾角稱為自然堆角,有時也稱安息角或休止角。自然堆角的大小取決于顆粒之間滑動或滾動的摩擦阻力,也與顆粒的晶型有關,且隨固體顆粒流動性的增加而減少。

        (2)內摩擦角,它是固體顆粒層內靜止的顆粒層和與沿著靜止顆粒層移動的顆粒群相平衡的界面間的夾角。

        3、密度

        粉末的密度是單位體積內含有的粉末質量,質量通常用重量來代替。一般情況下,粉末的主要容積特性是松密度及搖實體積。松密度就是松散裝填的粉末單位體積的重量。而搖實體積就是用振動的方法使粉末密實后,一定數量的粉末所占用的較小體積。

        4、空隙率

        固體粉末顆粒與顆粒之間的空隙體積與堆積體和之比。粒度大小不一的粉末粒度進行填充時,由于小顆粒的粉末進到大顆粒的空隙中,空隙就相應減少,粗粒子的比例為65%左右時,空隙率較小。

        5、多孔顆粒的孔結構,多孔性載體物質通常是由微小晶?;蚰z體凝集而成的,內部含有大小不一的微孔。載體的孔結構不同,制得的催化劑比表面積也不同,并直接影響到反應速度的改變,這是因為孔結構不同,反應物在孔中的擴散情況及表面利用率都會發生改變,從而影響反應速度。載體的孔結構對催化劑的選擇性、壽命和機械強度也有很大影響。

        (1)孔隙率

        孔隙率是指顆粒的內孔而言。將單位質量粉末顆粒內部的微孔體積稱作為孔體積??紫堵实拇笮Q定著孔徑和比表面積的大小??紫堵实脑黾佑袝r有利于提高催化劑的活性,但機械強度因之降低,因此,需要綜合考慮。

        (2)孔分布

        要知道載體的孔對催化劑活性的影響,除了需要比孔體積及平均孔徑的數據以外,還應知道載體的孔體積分布??左w積分布指孔體積按孔徑大小而變化的情況,由此來決定粉末顆粒中所包含的大孔、過渡孔及微孔的數量。

        6、比表面積

        一克粉末顆粒所具有的總表面積常稱為該粉末的總比表面積,簡稱比表面積。多孔性固體顆粒由于具有很大的內表面積,而且這些內表面蘊藏在孔徑內,如果為細孔,這時表面積雖大,但用它作催化劑載體時,就會阻礙反應物分子向孔內擴散,影響反應的進行,這樣就不是所有表面都起催化作用,而只有一部分對催化作用有效。通常將這部分表面稱為有效面積。


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