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內(nèi)容編輯催化劑的比表面積
催化劑的宏觀結(jié)構(gòu)
2．1．1 表面積的E要性
催化反應(yīng)分為均相催化和多相催化，且以多相催化最為常見(jiàn)。由于多相催化反應(yīng)是發(fā)生
在催化刑表面上，所以表面積的大小會(huì)直接影響到催化劑活性的高低。雖然只有少數(shù)催化劑
的表面是均勻的，這樣的催化劑的活性與表面積直接成比例，如丁烷在鉻—鋁催化劑上脫氫
反應(yīng)，該反應(yīng)速率與表面積幾乎成直線(xiàn)關(guān)系，但是，這種關(guān)系并不普遍。對(duì)于絕大多數(shù)的多
相催化反應(yīng)，催化劑的活性(反應(yīng)速率)M可表示為以下三個(gè)參數(shù)的乘積，
”＝K5s／ (2—U
式中，h為催化劑單位表面上的反應(yīng)速率(比活性)；5*為催化刑的比表面積，即單位質(zhì)量的催化劑的總面積；／為內(nèi)表面利用率。M只取決于催化劑的化學(xué)組成是一個(gè)常數(shù)，因此對(duì)于一定化學(xué)組成的催化劑其活性取決于5：及／。催化反應(yīng)主要是在多孔催化劑的內(nèi)表面上進(jìn)行的，當(dāng)M一定時(shí)比表面積愈大催化活性愈高。還應(yīng)指出，并非在任何情況下催化劑的表面積愈大愈好。例如，催化氧化為強(qiáng)放熱反應(yīng)，如果催化刑的表面積大，則單位質(zhì)量催化刑的活性高，這樣的單位容積反應(yīng)器內(nèi)，單位時(shí)間反應(yīng)量就很大，使反應(yīng)裝置中的熱平衡遇到破壞，造成高溫或局部高溫，甚至發(fā)生事故。因此表面積是催化劑的基本性質(zhì)之一，它對(duì)催化劑的研究是很重要的。較早人們就曾利用測(cè)表面積預(yù)示催化劑的中毒。催化劑表面的表面積測(cè)定也用于估計(jì)載體和助劑的作用(是增加了單位表面積活性，還是增加了表面積)一些理論研究中，在可以時(shí)也總是求出比活性(單位表面積上的活性)，并且用它表征催化劑的性質(zhì)。
測(cè)比表面積的典型的方法是BET(Brunauer—Emmen—了e11er)法，6ET法是布魯淄爾—愛(ài)構(gòu)特—泰勒總結(jié)歸納的多層吸附理論，簡(jiǎn)稱(chēng)為BET。BET公式通用形式為式中，v是在平衡壓力為9時(shí)吸附質(zhì)的吸附量；vm為第一層蓋滿(mǎn)時(shí)吸附質(zhì)的吸附量，
A c，為在實(shí)驗(yàn)溫度時(shí)的氣體飽和蒸氣壓；c為常數(shù)‘這是一個(gè)一般的直線(xiàn)方程，顯然以頁(yè)六二面對(duì)A／Ao做固應(yīng)得一條直線(xiàn)。用此法可對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行驗(yàn)證。對(duì)常遇到的等溫線(xiàn)，相對(duì)壓力在o．05一o．35范圍內(nèi)符合很好。面在這范
圍以外不能很符合。