为使催化剂或催化剂载体能发挥正常的效能需要对它们的物性加以重视,这些性质都是彼此相关的,因此在设计催化剂时,为使其他方面最佳化,有时需降低对某一方面的要求。在制备催化剂时,为使它的性能在实际运转条件下达到最优化,往往需要在综合平衡的情况下来确定它的某种物理性质或化学性质。催化剂载体一般必须控制的物理性质包括:强度,堆密度、孔容、孔分布、孔径、粒度和颗粒形状。
碳化硅用作催化剂载体的必要性分析
碳化硅因其良好的性能得到许多的应用,目前,对碳化硅作为催化剂载体的研究也一直在进行。因为其具有非常好的化学稳定性、高的机械强度和硬度,以及良好的导热导电性能,基于上述性质,碳化硅由于具有独特的电子学特性,作为一种性能优异的半导体材料,还被用于短波长光电器件和高温、抗辐射以及高频大功率器件等,但是在化学领域,碳化硅的应用却很少,另一方面,我们知道大约90%的化工过程都要利用到催化剂,作为催化剂载体,其中大多数为多相催化剂过程,而这些催化过程往往都是在高温、高压下进行的,有些还是在强酸或强碱中完成的。因此,化学稳定好的材料,如氧化铝、氧化硅以及分子筛等多相催化中具有特殊的应用。
碳化硅除了稳定性好以外,还具有导热性好的特点,后者在催化反应过程中可以有效地传递反应热,因此碳化硅尤其适合作为催化剂载体,碳化硅良好的化学稳定性,有利于保持催化剂结构的稳定,从而延长催化剂寿命;高的机械强度和硬度,有利于提高催化剂的强度和耐磨损性能;良好的导热导电性能,有利于催化剂在反应过程中的热传递以及催化剂活性组分与载体间的电子传递,然而,工业生产中还没有以碳化硅为载体的催化剂,主要是市场上可得到的碳化硅的比表面积都很低,难以满足催化剂载体材料的要求,因此如何制备能用作催化剂载体的高比表面积碳化硅,已经引起大家的关注。
在碳热还原过程中产生的碳化硅,其颗粒结构和形貌很大程度上取决于原始反应物碳颗粒的结构和形貌。因此人们在制备高比表面积碳化硅时,首先想到的肯定是碳热还原的方法来转化成多孔碳化硅。现在,碳化硅用作催化剂载体的也是有可能的,而碳化硅在三种情况下是可以取代常规的氧化物载体的:
(1)高温反应
(2)强放热反应
(3)强酸或强碱,或其它苛刻条件下的催化剂分离过程。
我们其实能想象得到,作为催化剂载体来说,人们也已经开始逐步意识到碳化硅它的优越性以及它所带来的优势,也相信它未来的发展前景。
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