催化劑概念課件

催化劑：又稱觸媒，一類能改變化學(xué)反應(yīng)速度而在反應(yīng)中自身并不消耗的物

質(zhì)。根據(jù)IUPAC于1981年提出的定義，催化劑是一種物質(zhì)，它能夠改變反應(yīng)

的速率而不改變?cè)摲磻?yīng)的標(biāo)準(zhǔn)Gibbs自由焙變化。這種作用稱為催化作用。

正催化劑：是一種它能夠加速反應(yīng)的速率而自身不改變物質(zhì)。它能夠誘導(dǎo)化

學(xué)反應(yīng)發(fā)生改變，而使化學(xué)反應(yīng)變快或者在較低的溫度環(huán)境下進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)。

在有催化劑的環(huán)境下，分子只需較少的能量即可完成化學(xué)反應(yīng)。

催化劑中毒：催化劑中毒指催化劑由于某些物質(zhì)的作用而使催化活性衰退或

喪失的現(xiàn)象。

催化劑載體：催化劑載體又稱擔(dān)體(support),是負(fù)載型催化劑的組成之一。

催化活性組分擔(dān)載在載體表面上，載體主要用于支持活性組分，使催化劑具

有特定的物理性狀，而載體本身一般并不具有催化活性。

催化劑熱點(diǎn)：催化劑床層溫度最高的那個(gè)點(diǎn)一般叫做催化劑的熱點(diǎn)，也是反

應(yīng)最劇烈的區(qū)域。一般隨著催化劑的使用時(shí)間增長(zhǎng)，熱點(diǎn)溫度總是要下移。

助催化劑：在催化劑中加入的另一些物質(zhì)，本身不具活性或活性很小的

物質(zhì)，但能改變催化劑的部分性質(zhì)，如化學(xué)組成、離子價(jià)態(tài)、酸堿性、

表面結(jié)構(gòu)、晶粒大小等，從而使催化劑的活性、選擇性、抗毒性或穩(wěn)定

性得以改善。這樣的物質(zhì)叫助催化劑。

催化劑再生：使催化作用效率已經(jīng)衰退的催化劑重新恢復(fù)其效率的過(guò)程。再

生過(guò)程不涉及催化劑整體結(jié)構(gòu)的解體，僅僅是用適當(dāng)?shù)姆椒ㄏ切?dǎo)致催

化效能衰退的因素。例如除去存留于催化劑上的毒質(zhì)、覆蓋于催化劑表面上

的塵灰和由于副反應(yīng)而生成于催化劑外表或孔隙內(nèi)部的沉積物等，力圖恢復(fù)

催化劑的固有組成和構(gòu)造。

催化劑壽命：指催化劑的有效使用期限，是催化劑的重要性質(zhì)之一。催化劑

在使用過(guò)程中，效率會(huì)逐漸下降，影響催化過(guò)程的進(jìn)行

孔隙率：催化劑的孔隙容積與顆粒體積之比稱為孔隙率

比孔容：?jiǎn)挝毁|(zhì)量催化劑具有的孔隙容積稱為比孔容

機(jī)械強(qiáng)度：催化劑顆粒抵抗摩擦、撞擊、重力、溫度和相變應(yīng)力等作用的能

力，統(tǒng)稱為機(jī)械穩(wěn)定性或機(jī)械強(qiáng)度

真密度：指顆粒中固體物質(zhì)的密度（g/ml）。

顆粒密度：是指包括顆粒孔隙容積在內(nèi)所求出的密度（g/ml）。

堆密度：是單位容積反應(yīng)器中填裝的催化劑質(zhì)量，它受催化劑的形狀和尺寸

的影響通常以kg/1表示，它直接影響反應(yīng)器的利用率。

堆集密度：堆集密度G是單位堆集體積的多孔性物質(zhì)所具有的質(zhì)量,即。

i=W（匕+眩+匕）

活性：催化劑提高化學(xué)反應(yīng)速率的性能的一種定量的表征。在工業(yè)應(yīng)用上常

使用單程轉(zhuǎn)化率來(lái)描述活性，即原料通過(guò)催化床一次，催化劑使原料轉(zhuǎn)變的

百分率。在理論研究中，常采用無(wú)物理因素影響的動(dòng)力學(xué)參數(shù)（反應(yīng)速率、反

應(yīng)速率常數(shù)、活化能等）來(lái)表征催化劑的活性。

起始活性溫度：具有工業(yè)生產(chǎn)意義的催化劑活性的最低溫度。

鈍化：在反應(yīng)設(shè)備中具有活性的催化劑需要卸出時(shí)，通入含微量氧的惰

性氣體或其它氣體（如水蒸氣），使其生成氧化膜，卸出時(shí)能安全和空氣

接觸而不導(dǎo)致劇烈燃燒，這種操作稱催化劑的鈍化。

氧化：具有活性并高溫使用的催化劑在遇到氧等其它有害氣體時(shí)所進(jìn)行

的強(qiáng)烈放熱反應(yīng)，該類反應(yīng)放出的熱量能夠燒結(jié)催化劑或燒壞設(shè)備的現(xiàn)

象稱催化劑的氧化。

衰老：催化劑在使用過(guò)程中，因某些物理和化學(xué)作用破壞了催化劑原有的組

織和構(gòu)造，催化劑會(huì)降低或喪失活性，這種現(xiàn)象稱為催化劑衰退（衰老）或催

化劑失活。

比表面積：指每克催化劑的表面積（Di）。催化劑比表面的大小，尤其是活性

組分的比表面積值常直接影響催化活性。

適宜溫度：催化劑在使用中活性表現(xiàn)最優(yōu)時(shí)所對(duì)應(yīng)的溫度，工業(yè)生產(chǎn)上一

般表征為一個(gè)溫度范圍。

選擇性：用消耗的原料中轉(zhuǎn)變?yōu)槟康漠a(chǎn)物的百分率表示。

耐熱性：在高溫條件下,催化劑受熱而衰退,通常用不致引起催化劑不可逆的

衰退所能承受的最高溫度表示其耐熱性。

比表面：1克催化劑所暴露的總表面積稱為總比表面（簡(jiǎn)稱比表面）。

1克催化劑中活性組分暴露的表面積稱為活性組分比表面。

催化劑的總表面積是活性組分、助催化劑、載體以及雜質(zhì)各表面積

的總和。

催化劑的作用機(jī)理可分三類：①離子型反應(yīng)機(jī)理?？蓮膹V義的酸、堿概念來(lái)

理解催化劑的作用，所用的催化劑多數(shù)為酸、堿、鹽類，如氧化鋁，硅酸鋁

等。多數(shù)為非過(guò)渡元素的化合物，具有催化裂化、異構(gòu)化、烷基化、水合、

脫水等反應(yīng)的功能。②自由基型反應(yīng)機(jī)理。催化劑與反應(yīng)物間因氧化-還原作

用而使后者活化,在反應(yīng)過(guò)程中涉及催化劑元素的價(jià)態(tài)變化，所用催化劑的材

質(zhì)多數(shù)為金屬、金屬氧化物、金屬硫化物，如銀、粕、氧化帆、氧化鋁、硫

化鋁等。它們多數(shù)是過(guò)渡元素及其化合物，具有催化加氫、脫氫、氧化等反

應(yīng)的功能。③絡(luò)合反應(yīng)機(jī)理。催化劑與反應(yīng)物發(fā)生配位作用而使后者活化，

所用的催化劑稱絡(luò)合催化劑。

助催化劑按功用常分：①結(jié)構(gòu)型助催化劑，用于增進(jìn)活性組分的比表面

積或提高活性構(gòu)造的穩(wěn)定性，如氨合成用的鐵-氧化鉀-氧化鋁催化劑中

的氧化鋁。②調(diào)變型助催化劑，可對(duì)活性組分的本性起修飾作用，因而

改變其比活性（見催化活性），如前述鐵一氧化鉀一氧化鋁催化劑中的

氧化鉀。③毒化型助催化劑，能使某些引起副反應(yīng)的活性中心中毒（見

催化劑中毒），從而提高目的反應(yīng)的選擇性，如在某些用于燒類轉(zhuǎn)化反

應(yīng)的催化劑中，加入少量堿性物質(zhì)以毒化催化劑中引起炭沉積副反應(yīng)的

中心。

催化劑中毒根據(jù)作用的性質(zhì)和強(qiáng)弱，可分為可逆性中毒和不可逆中毒

（永久性中毒）?？赡嫘灾卸究捎煤?jiǎn)單的方法使催化劑性能恢復(fù)。催化劑毒

物具有特異性，對(duì)一種催化劑是毒物，對(duì)另一種可能無(wú)害。利用選擇性中毒,

使催化劑中引起副反應(yīng)的活性中心中毒，可提高催化劑的選擇性。

中毒的機(jī)理大致有兩類：一類是毒質(zhì)吸附在催化劑的活性中心上，由于覆

蓋而減少了活性中心的數(shù)目；另一類是毒質(zhì)與構(gòu)成活性中心的物質(zhì)發(fā)生化學(xué)

作用轉(zhuǎn)變?yōu)闊o(wú)活性的物質(zhì)。按毒質(zhì)與催化劑作用的程度，可分為暫時(shí)中毒和

永久中毒。前一類毒質(zhì)與催化劑的結(jié)合較松弛，易于清除。例如：用銀為催

化劑使烯燃加氫時(shí)，若原料氣含快燒，它吸附于活性中心上，則出現(xiàn)中毒，

但如提高原料氣純度，降低煥含量，則吸附的烘將脫附，催化活性恢復(fù)，即

為暫時(shí)中毒（又稱可逆中毒）；若原料氣含硫化物，則硫與鎮(zhèn)強(qiáng)烈結(jié)合，即

使原料氣脫硫后，催化活性也不能恢復(fù)，則為永久中毒（又稱不可逆中毒）。

催化劑中毒常是使催化劑壽命縮短的重要原因，在化學(xué)工業(yè)中選用抗毒能力

強(qiáng)的催化劑非常重要。

中毒現(xiàn)象與反應(yīng)條件有關(guān)，對(duì)于給定的催化反應(yīng)系統(tǒng)，只在原料中毒質(zhì)濃

度達(dá)到特定值時(shí)，才發(fā)生中毒現(xiàn)象,稱耐受量,故須將原料凈化到毒質(zhì)含量低

于此值。改變反應(yīng)溫度可改變抗毒能力。毒質(zhì)與催化劑、催化反應(yīng)間具有選

擇關(guān)系，即不同的物質(zhì)對(duì)不同的催化劑、不同的催化反應(yīng)起毒化作用。因此,

在同一催化劑上發(fā)生兩種催化反應(yīng)，一種物質(zhì)可能只毒化其中一種，利用這

種選擇性中毒現(xiàn)象，在原料或催化劑中有意加入某種毒質(zhì)以毒化引起副反應(yīng)

的活性中心，從而提高目的反應(yīng)的選擇性。例如在某些固體酸催化劑中加入

少量堿性物質(zhì)以毒化某些強(qiáng)酸中心，以抑制積碳副反應(yīng)。在某些場(chǎng)合,毒化和

助催化作用于特定條件下可互轉(zhuǎn)化，如在有些催化劑中存在某異物為毒質(zhì)，

但含量很低時(shí)卻可起助催化劑的作用。

催化劑載體

催化劑載體又稱擔(dān)體(support),是負(fù)載型催化劑的組成之一。催化活性

組分擔(dān)載在載體表面上，載體主要用于支持活性組分，使催化劑具有特定的

物理性狀，而載體本身一般并不具有催化活性。多數(shù)載體是催化劑工業(yè)中的

產(chǎn)品，常用的有氧化鋁載體、硅膠載體、活性炭載體及某些天然產(chǎn)物如浮石、

硅藻土等。常用“活性組分名稱-載體名稱”來(lái)表明負(fù)載型催化劑的組成，如

加氫用的鍥-氧化鋁催化劑、氧化用的氧化帆-硅藻土催化劑。

催化劑載體的作用

載體能使制成的催化劑具有合適的形狀、尺寸和機(jī)械強(qiáng)度，以符合工業(yè)反

應(yīng)器的操作要求；載體可使活性組分分散在載體表面上，獲得較高的比表面

積，提高單位質(zhì)量活性組分的催化效率。若用分子篩為載體，柏可達(dá)到接近

于原子級(jí)的分散度。載體還可阻止活性組分在使用過(guò)程中燒結(jié)，提高催化劑

的耐熱性。對(duì)于某些強(qiáng)放熱反應(yīng)，載體使催化劑中的活性組分稀釋，以滿足

熱平衡要求；良好熱導(dǎo)率的載體，如金屬、碳化硅等,有助于移去反應(yīng)熱，避

免催化劑表面局部過(guò)熱。載體又可將某些原來(lái)用于均相反應(yīng)中的催化劑負(fù)載

于固體載體上制成固體催化劑，如磷酸吸附在硅藻土中制成的固體酸催化劑,

酶負(fù)載在載體上制成的固定化酶。

本身無(wú)催化活性的載體稱惰性載體。但有些載體也表現(xiàn)出催化活性，稱活性

載體，如煌類催化重整所用的鉗-氧化鋁催化劑,鉗是具有加氫和脫氫的功能

的活性組分，氧化鋁是具有異構(gòu)化功能的活性組分，兩者組合成為雙功能催

化劑。在某些負(fù)載型的金屬催化劑中，載體還可影響金屬的催化性質(zhì),稱載體

一金屬間強(qiáng)相互作用。

催化劑載體的分類

載體種類繁多，可分為高比表面積載體和低比表面積載體。前者的比表面

積每克可達(dá)幾十至幾千平方米，如活性炭可高達(dá)2000叫而-AlOSiC可小于

Im[kgl]對(duì)于比活性低的催化活性組分常選用高比表面積載體以提高活性組

分的分散度。當(dāng)催化活性組分的比活性很高時(shí)，為了控制強(qiáng)放熱反應(yīng)系統(tǒng)中

的熱平衡,有時(shí)要選低比表面積載體,以約束催化劑的活性。載體的孔隙構(gòu)造

可分為無(wú)孔隙型、多孔隙型，后者又有粗孔、細(xì)孔之分。孔徑細(xì)小的多孔載

體，其孔隙內(nèi)部有巨大的表面積，有利于制成高活性催化劑，但細(xì)孔不利于

反應(yīng)物與產(chǎn)物分子的擴(kuò)散，將造成內(nèi)擴(kuò)散效應(yīng)。多數(shù)載體的孔隙構(gòu)造甚為復(fù)

雜，如硅藻土載體。電子顯微鏡照片表明，粒子中主要是粗大的孔隙，但亦

有一些較細(xì)小的孔隙，選用已成型的載體制造催化劑時(shí)，催化劑的形狀由載

體的形狀決定，因此，為了滿足反應(yīng)工程特性的要求，應(yīng)選用適合造型的載

體。常用的載體外形有粉末狀、球狀、微球狀、條狀、錠狀、環(huán)狀等，也有

某些如三葉狀、輪輻狀、蜂窩狀等異型載體。

催化劑

催化劑是一種它能夠加速反應(yīng)的速率而自身不改變物質(zhì)。它能夠誘導(dǎo)化學(xué)

反應(yīng)發(fā)生改變，而使化學(xué)反應(yīng)變快或者在較低的溫度環(huán)境下進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)。

在有催化劑的環(huán)境下，分子只需較少的能量即可完成化學(xué)反應(yīng)。

催化劑又稱觸媒，其作用通常是加速反應(yīng)，例如鐵催化劑可使氮和氫轉(zhuǎn)變

為氨的反應(yīng)大為加速，使合成氨工業(yè)成為可能。若其作用是使反應(yīng)減速,則稱

負(fù)催化劑,如少量醇、酚或蔗糖可抑制亞硫酸鈉溶液被溶于水中的氧所氧化。

催化劑可以是氣態(tài)物質(zhì)（如氧化氮）、液態(tài)物質(zhì)（如酸、堿、鹽溶液）或固

態(tài)物質(zhì)（如金屬、金屬氧化物），還有些以膠體狀態(tài)存在（如生物體內(nèi)的酶）。

在催化劑工業(yè)中，主要產(chǎn)品是固體催化劑。

催化劑在現(xiàn)代化學(xué)工業(yè)中占有極其重要的地位,現(xiàn)在幾乎有半數(shù)以上的化

工產(chǎn)品，在生產(chǎn)過(guò)程里都采用催化劑。例如，合成氨生產(chǎn)采用鐵催化劑，硫

酸生產(chǎn)采用帆催化劑，乙烯的聚合以及用丁二烯制橡膠等三大合成材料的生

產(chǎn)中，都采用不同的催化劑。

催化劑的性能

一種催化劑可使特定的反應(yīng)循阻力較小的途徑進(jìn)行，降低所需的活化能,

從而使反應(yīng)加速。例如圖中虛線表示反應(yīng)物循非催化反應(yīng)途徑轉(zhuǎn)變成產(chǎn)物，

活化能為E。當(dāng)存在某種固體催化劑時(shí)，其反應(yīng)途徑如實(shí)線所示：第一步，反

應(yīng)物與催化劑作用，變成吸附態(tài)的反應(yīng)物，活化能為E1；第二步，吸附態(tài)的

反應(yīng)物轉(zhuǎn)變成吸附態(tài)的產(chǎn)物，活化能為E2；第三步，吸附態(tài)的產(chǎn)物脫附，變成

產(chǎn)物并釋放出催化劑，活化能為E3。雖然這兩條途徑的結(jié)果相同，但在催化

反應(yīng)途徑中，各步驟的活化能均小于非催化反應(yīng)途徑的活化能，故阻力較小,

反應(yīng)加速。在催化反應(yīng)途徑中，催化劑雖然參與反應(yīng)，但經(jīng)歷特定的循環(huán)后

重新被釋放出來(lái)，此循環(huán)過(guò)程稱催化循環(huán)。負(fù)催化劑的作用通常是能毒化反

應(yīng)系統(tǒng)中原有的催化劑或截?cái)喾磻?yīng)鏈。

一種催化劑只能選擇性地加速某一或某些特定的化學(xué)反應(yīng),意即同一催化

劑對(duì)于不同的反應(yīng)具有不同的催化活性，稱催化劑選擇性。利用催化劑對(duì)反

應(yīng)的選擇性來(lái)控制原料的化學(xué)轉(zhuǎn)變方向，在化學(xué)工業(yè)中有重要意義。

在可逆反應(yīng)中，對(duì)于正、逆反應(yīng)的速度，催化劑是以同樣的倍率產(chǎn)生影響

的。所以催化劑雖然能加速化學(xué)反應(yīng)，但它不能改變化學(xué)平衡常數(shù)，只能影

響反應(yīng)向平衡狀態(tài)推進(jìn)的速度。例如的、鈿催化劑可使苯加氫轉(zhuǎn)變?yōu)榄h(huán)己烷,

但在有利于脫氫反應(yīng)的熱力學(xué)條件下，它們亦可使環(huán)己烷脫氫成苯。

催化劑在使用過(guò)程中，因某些物理和化學(xué)作用破壞了催化劑原有的組織和

構(gòu)造，催化劑會(huì)降低或喪失活性，這種現(xiàn)象稱為催化劑衰退或催化劑失活。

例如反應(yīng)物中的某些雜質(zhì)與催化劑作用或覆蓋于催化劑表面，會(huì)使催化劑中

毒，導(dǎo)致催化劑衰退。有些催化劑失活后可以用特定的方法處理，使催化劑

再生,重新恢復(fù)催化活性;有些催化劑失活后不能再生。但所有的催化劑都有

一定的使用期限，稱催化劑壽命。

催化劑使用

為了使催化劑充分發(fā)揮作用，需要在工業(yè)裝置上正確地使用催化劑，包括

催化劑的貯藏、裝填、開工、活化、鈍化、運(yùn)轉(zhuǎn)、再活化、再生等。

商品催化劑是存放在密封的貯器中，并注意貯存溫度，以免變質(zhì)。有些催

化劑，如骨架銀需貯存于液體中，嚴(yán)密隔絕空氣。有的要在氮?dú)夥罩醒b填，

否則會(huì)因氧化而失活并引起燃燒。固體顆粒狀催化劑在貯運(yùn)中要避免沖撞，

以防顆粒破損。如有破損,在使用前用戶需加以篩分，除去碎粒和粉塵。裝填

固定床需采用裝填料斗，均勻地將顆粒填入反應(yīng)器，保證床層各處有相同的

空位率并且攤平。若為列管式反應(yīng)器，各管填裝催化劑后要有相同的壓力降,

保證在作業(yè)中流體物料均勻分布。近年來(lái)，出現(xiàn)了一些新的裝填技術(shù)，可以

將催化劑顆粒平整、均勻地裝入反應(yīng)器，并且裝入量可增加10%?15%,提

高了反應(yīng)器的利用率。

對(duì)有些催化劑常要按一定程序加以處理，如石油儲(chǔ)分加氫精制的銅-銀催

化劑，要通過(guò)空氣和水蒸氣處理以及硫化等步驟進(jìn)行活化；有的催化劑，如氨

合成用的鐵催化劑需要在裝置上先還原活化；但另一些催化劑，如粕銖重整

催化劑，卻要用硫化物鈍化以抑制氫解，防止開始進(jìn)料時(shí)催化劑床層超溫。

在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，要對(duì)原料進(jìn)行預(yù)處理以防止催化劑中毒，并且注意和控制催

化劑床層壓力降和溫度分布，以保證其正常作業(yè)。在有些場(chǎng)合還要定期分析

催化劑樣品，以觀察其效能的變化。除控制反應(yīng)條件外，有的還要嚴(yán)格控制

反應(yīng)環(huán)境，如粕重整催化劑要控制循環(huán)氫中的水氯平衡，以保持催化活性和

催化劑選擇性。有的催化劑，如裂解輕焦油加氫的銀催化劑，在運(yùn)轉(zhuǎn)一段時(shí)間

后，先用水蒸氣吹掃，然后經(jīng)熱氫處理，以恢復(fù)一定活性，稱為再活化。但是

對(duì)于許多有機(jī)催化反應(yīng)過(guò)程用的催化劑，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)后積碳失活，這時(shí)就

要采用空氣燒焦來(lái)進(jìn)行催化劑再生。在流化床催化裂化過(guò)程中，催化劑迅速

積碳，用后隨即進(jìn)入流化床再生器燒焦再生。

由于在使用過(guò)程中催化劑的作用效率逐漸變化,所以作業(yè)條件亦宜相應(yīng)地

調(diào)整。對(duì)于固定床作業(yè)的工藝，通常在開工初期采用低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，然后逐漸

增大反應(yīng)物投入量,達(dá)到正常負(fù)荷;當(dāng)催化劑開始衰退時(shí)，負(fù)荷則要相應(yīng)減低,

或者逐步提高作業(yè)溫度，或進(jìn)行再活化、再生處理，直到催化劑壽命終止。

對(duì)于流化床作業(yè)，可逐步排放部分催化劑，補(bǔ)充部分新催化劑，以維持穩(wěn)定

作業(yè)。一般催化劑廠均應(yīng)提供使用方面的技術(shù)服務(wù)，充分發(fā)揮催化劑的經(jīng)濟(jì)

效益。

催化劑的組成

在某些反應(yīng)中，單一的元素或化合物可作為催化劑;但在多數(shù)場(chǎng)合為了使

催化劑具備特定的性能,常由幾種成分配合而成。各種組分按作用的不同可分

為催化活性組分、助催化劑、催化劑載體等。活性組分是使催化劑具備活性

所必需的成分,例如催化加氫用的鋰-硅藻土催化劑中的銀、氨合成用的

Fe-K20-A1203催化劑中的鐵。固體催化劑是借助其表面與作用物接觸才發(fā)生

催化作用的，故多數(shù)為具有較高比表面積的物質(zhì)。但并非固體的全部表面均

具有催化活性，具有活性的部分稱為催化活性中心或活性位?；钚灾行牡慕M

成、構(gòu)造及其生成和破壞，在催化理論和實(shí)踐中均具有重要意義。助催化劑

是一類能改善活性組分的催化性能的物質(zhì)。為了提高活性組分的分散度和利

用率，并使催化劑具有一定的形狀,許多固體催化劑中的活性組分是載于載體

上的,如銀-硅藻土催化劑中的硅藻土即為載體。在有些工業(yè)催化劑配方中，

還需要加入具有其他作用的組分，如在固體催化劑中加入提高機(jī)械強(qiáng)度用的

粘結(jié)劑。

催化劑分類

按來(lái)源可分為生物催化劑和非生物催化劑。后者是目前大多數(shù)的工業(yè)催

化劑，它們都是由人工合成的，是具有特定組成和結(jié)構(gòu)的制品，多數(shù)固體催

化劑還具有特定的形狀。工業(yè)催化劑有兩種分類法（見表）：①按材質(zhì)分類。

由于活性組分為催化劑的關(guān)鍵組分，可按活性組分的化合狀態(tài)將固體催化劑

材料分類，目前主要有金屬催化劑、金屬氧化物催化劑、硫化物催化劑、酸

堿催化劑和絡(luò)合催化劑等。②按功能分類。按所催化的反應(yīng)過(guò)程來(lái)分類，例

如用于加氫的催化劑稱為加氫催化劑。此外，還有按使用領(lǐng)域分類的，例如

石油化工催化劑、石油煉制催化劑、無(wú)機(jī)化工催化劑、環(huán)境保護(hù)催化劑等。

催化洌分類

舉例

材班功能

假化制反應(yīng)

?k露與氧合成氨

加量

煤油黯加復(fù)制碳化油

金M珀、記汽車排氣凈化

，化?冢氧化生成氧化氟

儂甲靜就化生成甲庇

氧化格丁烷脫氮生成丁烯

金屬僅氧化“化酰二H化,氯化生成三氯化硫

化物

汽化的、

MK黑化油油脂加氮制熟以翱舫H

箕化01、

瓏化物破化媽、石油加氫裂化、加氯機(jī)制、加

琉化牯.氧脫破

破化像

裂化石油裂化

弁構(gòu)化分子笏同二甲翠異物化生成對(duì)二甲羊

烷延化三氯化蜴

酸、*乙烯與羊生成乙羊

&

JH*氧化鋁乙好脫水生成乙熔

水合斶體硝酸乙烯水合生成乙髀

信自氮?；c丙陽(yáng)縮含生成二丙制醇

慶君化&絡(luò)合物甲陽(yáng)胺弘化制酶酸

絡(luò)合的烷越裙-

三氧化徒

聚合和氯化候內(nèi)蜻戢2切聚丙姆

我體

除直接促進(jìn)化學(xué)反應(yīng)的催化劑外，還有一類稱相轉(zhuǎn)移催化劑，具有加速不

同相間物質(zhì)傳遞的功能。在分為兩相的液相反應(yīng)中利用相轉(zhuǎn)移催化劑可縮短

反應(yīng)時(shí)間，它們多數(shù)為季錢鹽。例如在從甲酚和氧氯化磷合成甲酚磷酸酯時(shí),

可用氯化十六烷基-甲基核作為相轉(zhuǎn)移催化劑。

催化劑的作用機(jī)理

由于催化劑對(duì)反應(yīng)有嚴(yán)格的選擇性，催化劑的應(yīng)用有很強(qiáng)的專一性。對(duì)于

催化劑的作用機(jī)理已進(jìn)行了許多研究,有助于對(duì)催化劑的選擇。催化劑的作用

機(jī)理可分三類。①離子型反應(yīng)機(jī)理?？蓮膹V義的酸、堿概念來(lái)理解催化劑的

作用，所用的催化劑多數(shù)為酸、堿、鹽類，如氧化鋁，硅酸鋁等。多數(shù)為非

過(guò)渡元素的化合物，具有催化裂化、異構(gòu)化、烷基化、水合、脫水等反應(yīng)的

功能。②自由基型反應(yīng)機(jī)理。催化劑與反應(yīng)物間因氧化-還原作用而使后者活

化,在反應(yīng)過(guò)程中涉及催化劑元素的價(jià)態(tài)變化，所用催化劑的材質(zhì)多數(shù)為金

屬、金屬氧化物、金屬硫化物，如銀、的、氧化帆、氧化鋁、硫化鋁等。它

們多數(shù)是過(guò)渡元素及其化合物，具有催化加氫、脫氫、氧化等反應(yīng)的功能。

③絡(luò)合反應(yīng)機(jī)理。催化劑與反應(yīng)物發(fā)生配位作用而使后者活化，所用的催化

劑稱絡(luò)合催化劑。

選擇催化劑的另一途徑是選用具有同類功能的已知催化劑,例如已知鍥為

乙烯加氫催化劑，可以試用作丙烯的加氫催化劑。但由于反應(yīng)的差異和催化

劑的專一性，必須用實(shí)驗(yàn)加以驗(yàn)證。

有些化學(xué)過(guò)程的結(jié)果，是幾種不同反應(yīng)機(jī)理的反應(yīng)總和，要求幾種催化活

性組分加以配合，以具有多種功能，稱多功能催化劑。例如催化重整所用催

化劑中的粕對(duì)加氫、脫氫有催化功能，氧化鋁對(duì)異構(gòu)化有催化功能。

在選擇催化劑時(shí)還必須注意：催化劑的性能不僅取決于其活性組分，而且

是各種成分的性質(zhì)及其相互影響的總和，此外還必須考慮其對(duì)反應(yīng)裝置、反

應(yīng)工藝的適應(yīng)性。

工業(yè)催化劑特性評(píng)定-正文

編輯本段回目錄

指工業(yè)催化劑的使用特性及與之有關(guān)的物理性質(zhì)，它們是決定催化劑優(yōu)

劣的指標(biāo)。在工業(yè)催化劑中，用量最大的是固體催化劑，常用的評(píng)價(jià)指標(biāo)如

下：

物理性質(zhì)與催化性能有關(guān)的主要是催化劑的外表面、內(nèi)部結(jié)構(gòu)、機(jī)械

性能和熱性能。

形狀和尺寸在化工生產(chǎn)用反應(yīng)器中，它們直接影響流體流動(dòng)，包括流

體在床層中的分布和流過(guò)床層時(shí)的壓力降等工程特性，例如在固定床反應(yīng)器

中用球狀催化劑比用不規(guī)則形狀或錠狀催化劑的壓力降小，而環(huán)境保護(hù)用的

蜂窩狀催化劑又比球狀催化劑的壓力降小（圖1）。單位質(zhì)量的催化劑,因形狀

和尺寸不同，具有不同的外表面積。從而影響物質(zhì)從流體內(nèi)向單位重量催化

劑的外表面?zhèn)鬟f的數(shù)量，這對(duì)于受外擴(kuò)散控制的反應(yīng)系統(tǒng)是重要的（圖2）。

圖中陰影區(qū)域?yàn)槌Ｓ们驙畲呋瘎┑牧椒秶统Ｓ梅涓C狀催化劑的孔道數(shù)密

度范圍。同時(shí)，顆粒尺寸不同，分子在催化劑顆粒的孔隙中進(jìn)行擴(kuò)散的距離

也不等，這對(duì)于內(nèi)擴(kuò)散控制的反應(yīng)系統(tǒng)也同樣重要。在流化床中，還要考慮

粒度的分布。后者常用催化劑的形狀系數(shù)和當(dāng)量直徑來(lái)描述。

峰X狀催化WI數(shù)

?7

24

21

18

15

129

6

3

02345678910

球狀催化的修度（mm>

2B3不網(wǎng)通靈修優(yōu)剜的外米營(yíng)朝

K1不阿緞笈僵化川的壓力*

密度分為真密度、顆粒密度和堆密度。真密度指顆粒中固體物

質(zhì)的密度（g/ml）。顆粒密度是指包括顆?？紫度莘e在內(nèi)所求出的密度（g/ml）。

堆密度是單位容積反應(yīng)器中填裝的催化劑質(zhì)量，它受催化劑的形狀和尺寸的

影響通常以kg/1表示，它直接影響反應(yīng)器的利用率。

比表面積指每克催化劑的表面積面）。催化劑比表面的大小，尤其是

活性組分的比表面積值常直接影響催化活性。

孔隙構(gòu)造多數(shù)催化劑為多孔物質(zhì)，表面積大部分為孔隙中的孔壁所提

供的內(nèi)表面積，反應(yīng)器中物料分子必須克服微孔中的內(nèi)擴(kuò)散阻力,才能進(jìn)入或

逸出孔隙,導(dǎo)致在孔隙中出現(xiàn)濃度梯度，并且影響分子在催化劑上的停留時(shí)間,

從而使催化活性和選擇性受到影響,稱內(nèi)擴(kuò)散效應(yīng)。通常用催化劑效率系數(shù)

（在該催化劑上的反應(yīng)速度常數(shù)與不存在內(nèi)擴(kuò)散效應(yīng)時(shí)的反應(yīng)速度常數(shù)之比

值），來(lái)表達(dá)孔結(jié)構(gòu)的影響?？捎每兹荩╩l/g）、孔隙率（%）、平均孔徑（A）

來(lái)描述孔隙構(gòu)造。由于催化劑中的孔徑常不一致，還必須了解孔徑分布。同

一催化劑，若孔隙率高，則顆粒密度和堆密度降低，在催化劑生產(chǎn)與研制中

往往應(yīng)權(quán)衡其利弊。

機(jī)械強(qiáng)度主要表現(xiàn)為催化劑耐壓強(qiáng)度和催化劑耐磨強(qiáng)度，前者用

kg/cd表示，后者在各廠家中均有特定的測(cè)試方法。機(jī)械強(qiáng)度差的催化劑，

在裝填運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中容易破損和流失,從而影響反應(yīng)器中流體流動(dòng)的情況,造成

壓力降增高，流體分布不均，甚至不能正常操作。致密的催化劑常有較高的

機(jī)械強(qiáng)度，但孔隙率下降。

熱性質(zhì)催化劑的熱導(dǎo)率影響反應(yīng)床中的熱量傳遞，對(duì)于強(qiáng)放熱反應(yīng)、

高熱導(dǎo)率的催化劑，可以減少催化劑局部過(guò)熱，減少顆粒內(nèi)部的溫度梯度。

熱容與熱膨脹系數(shù)是重要的熱性質(zhì)，熱膨脹系數(shù)低的催化劑更能耐受開工和

停工階段的熱沖擊，催化劑不致破碎。

使用特性與催化劑本身的催化性能、作業(yè)條件、壽命、費(fèi)用、能耗和

對(duì)環(huán)境的影響等有關(guān)。

催化性能催化活性和催化劑選擇性是催化性能的兩個(gè)重要標(biāo)志。在工

業(yè)應(yīng)用上常使用單程轉(zhuǎn)化率來(lái)描述活性，即原料通過(guò)催化床一次，催化劑使

原料轉(zhuǎn)變的百分率。選擇性則用消耗的原料中轉(zhuǎn)變?yōu)槟康漠a(chǎn)物的百分率表示。

轉(zhuǎn)化率和選擇性常為相互制約的兩種特性，多數(shù)的催化劑在高轉(zhuǎn)化率條件下,

選擇性往往下降。另一標(biāo)志是催化劑的生產(chǎn)能力，可用單位容積（或質(zhì)量）

的催化劑在單位時(shí)間內(nèi)生成的目的產(chǎn)物數(shù)量來(lái)表達(dá)，稱時(shí)空得量。

作業(yè)條件催化劑的作業(yè)條件包括原料的組成、反應(yīng)溫度、壓力、投料

速度等，后者常用空間速度表示，即每單位容積催化劑每小時(shí)投入的反應(yīng)物

的容積數(shù)。高活性的催化劑可以在高空間速度條件下作業(yè)。對(duì)于特定的催化

反應(yīng)系統(tǒng)，作業(yè)條件對(duì)催化劑的活性、選擇性、生產(chǎn)能力、壽命等有特定的

影響規(guī)律?？量痰淖鳂I(yè)條件（如高溫、高壓、高純度的原料）都會(huì)增加投資

與操作費(fèi)用。催化劑若有較寬的作業(yè)條件范圍，則可以減少反應(yīng)器設(shè)計(jì)和過(guò)

程控制的難度。

①毒質(zhì)及其最高容許濃度毒質(zhì)是指原料中會(huì)使催化劑中毒的某些雜

質(zhì)，為延長(zhǎng)催化劑壽命，原料需提純到一定的純度。例如用于催化加氫的多

數(shù)金屬催化劑，原料中的硫含量均不能超過(guò)ppm級(jí)。若催化劑具有較好的抗

毒性，即容許的毒質(zhì)濃度較高，則可減少提純?cè)纤璧馁M(fèi)用，并延長(zhǎng)生產(chǎn)

裝備的開工周期。

②耐熱性在高溫條件下，催化劑受熱而衰退，通常用不致引起催化劑

不可逆的衰退所能承受的最高溫度表示其耐熱性。正常作業(yè)溫度和能耐受的

最高溫度間之差值愈大，則作業(yè)愈安全。有些催化劑在使用過(guò)程中活性逐漸

衰退，可用逐步升高作業(yè)溫度的方法來(lái)彌補(bǔ)活性損失。通常催化劑有規(guī)定的

升溫速率和溫升極限。

③開工方法正確的開工方法使催化劑進(jìn)入正常的使用狀態(tài)。如未還

原的鐵系合成氨催化劑，開工階段要還原；一氧化碳變換催化劑在開工時(shí)需

經(jīng)歷釋放硫的階段；加氫精制用的鉆一鋁催化劑要經(jīng)歷硫化階段；否則在開工

階段不能獲得正常的產(chǎn)品或達(dá)到規(guī)定的產(chǎn)量。如在合成氨工業(yè)中采用已預(yù)還

原的鐵催化劑，則可縮短開工階段。

④再生方法需要頻繁再生的催化劑不宜在固定床反應(yīng)器中作業(yè)。再

生條件與反應(yīng)條件差別很大時(shí)，也難以在同一反應(yīng)器中進(jìn)行。（見催化劑再

生）

壽命優(yōu)良的催化劑要求具有長(zhǎng)壽命，不僅是因?yàn)楦鼡Q催化劑所需之費(fèi)

用，而且更換要花費(fèi)工時(shí)，使生產(chǎn)能力遭到損失。（見催化劑壽命）

催化劑費(fèi)用可用生產(chǎn)單位質(zhì)量（或容積）的產(chǎn)品所耗用催化劑的費(fèi)用

來(lái)表示，它同時(shí)與催化劑生產(chǎn)成本和催化效能、催化劑壽命有關(guān)。對(duì)于使用

催化劑的工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程，催化劑費(fèi)用往往只占總投資中的很小一部分。更重

要的是從使用催化劑所導(dǎo)致生產(chǎn)過(guò)程的經(jīng)濟(jì)效益的提高來(lái)評(píng)價(jià)催化劑。

能耗特定的催化劑要在特定的溫度條件下作業(yè)，為此而進(jìn)行的加熱和

冷卻均需耗能；反應(yīng)物通過(guò)催化床、并使未反應(yīng)的原料循環(huán)也需耗能；若需

在高壓條件下作業(yè)，則能耗更大。生產(chǎn)中，不僅要考慮催化反應(yīng)過(guò)程中所需

能耗，還必須針對(duì)特定的催化劑，為將原料提純和從反應(yīng)混合物分離出目的

產(chǎn)物所需的能耗。對(duì)于使用催化劑的生產(chǎn)過(guò)程，尤其是大規(guī)模生產(chǎn)過(guò)程，能

耗是評(píng)價(jià)所用催化劑的重要指標(biāo)。

對(duì)環(huán)境的影響催化過(guò)程的排放物和所產(chǎn)生的副產(chǎn)物可能造成污染。催

化劑再生時(shí)及生產(chǎn)催化劑時(shí)亦可能造成污染，要考慮這些污染對(duì)環(huán)境的影響

及治理污染的費(fèi)用。

參考書目

s.W.韋勒主編，南京化學(xué)工業(yè)公司研究院譯：《催化劑測(cè)試方法的標(biāo)準(zhǔn)化》，

化學(xué)工業(yè)出版社，北京，19810（S.W.Weller,StandardizationofCatalyst

TestMethods,AmericanInstituteofChemicalEngineers,NewYork,1974.）

催化劑壽命-正文

編輯本段回目錄

指催化劑的有效使用期限，是催化劑的重要性質(zhì)之一。催化劑在使用過(guò)

程中，效率會(huì)逐漸下降，影響催化過(guò)程的進(jìn)行。例如因催化活性或催化劑選

擇性下降，以及因催化劑粉碎而引起床層壓力降增加等，均導(dǎo)致生產(chǎn)過(guò)程的

經(jīng)濟(jì)效益降低，甚至無(wú)法正常運(yùn)行。

為了使過(guò)程的經(jīng)濟(jì)效益不低于額定值，必須更換催化劑。引起催化劑效

率衰減而縮短其壽命的原因很多，主要有：原料中雜質(zhì)的毒化作用（見催化

劑中毒）；高溫時(shí)的熱作用使催化劑中活性組分的晶粒增大，從而導(dǎo)致比表

面積減少（圖1）,或者引起催化劑變質(zhì)；反應(yīng)原料中的塵?；蚍磻?yīng)過(guò)程中

生成的碳沉積物覆蓋了催化劑表面（圖2,黑色顆粒為銀，絲狀物為碳沉積

物）；催化劑中的有效成分在反應(yīng)過(guò)程中流失；強(qiáng)烈的熱沖擊或壓力起伏使

催化劑顆粒破碎；反應(yīng)物流體的沖刷使催化劑粉化吹失等。催化劑的壽命不

僅決定于制造廠家所提出的正常操作條件范圍內(nèi)保證使用期，也和用戶實(shí)際

的作業(yè)條件和使用方法有關(guān)。在化工生產(chǎn)中，不僅要考慮催化劑的費(fèi)用，而

且要考慮因更換催化劑停工所帶來(lái)的損失,對(duì)于上述影響壽命的因素甚為繁

感的催化劑，還要考慮其使用方法，為此常常需要增加工業(yè)裝備的投資，保證

免遭意外事故。有些催化劑中毒后可以再生，但多次再生后，出現(xiàn)了不可恢

復(fù)的變化，致使催化過(guò)程的效率低于規(guī)定的指標(biāo)，壽命遂即終止（見催化劑

再生）。

催化劑性能表征-正文

編輯本段回目錄

催化劑性能優(yōu)劣的判斷指標(biāo)。其中最主要的是動(dòng)力學(xué)指標(biāo)，對(duì)于固體催

化劑還有宏觀結(jié)構(gòu)指標(biāo)和微觀結(jié)構(gòu)指標(biāo)。

催化劑性能的動(dòng)力學(xué)表征衡量催化劑質(zhì)量的最實(shí)用的三大指標(biāo)，是由

動(dòng)力學(xué)方法測(cè)定的活性、選擇性和穩(wěn)定性。

活性催化劑提高化學(xué)反應(yīng)速率的性能的一種定量的表征。在實(shí)際應(yīng)用

中，用特定條件下某一反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率或時(shí)空得率等數(shù)值來(lái)衡量它，例如下

列反應(yīng)：

aA+ZB----?cC+cD

A的轉(zhuǎn)化率再定義為：

r=&R

式中5■是反應(yīng)前A的摩爾數(shù)；4是反應(yīng)后A的摩爾數(shù)。時(shí)空得率為單位體

積催化劑上所得產(chǎn)物的重量，其單位為千克/（米3?小時(shí)）。這類數(shù)值與反

應(yīng)裝置和條件有關(guān)，而且在給定條件下，若催化劑層存在著物理因素（傳熱、

傳質(zhì)等）的影響，則其活性數(shù)值并不代表催化劑本身的本征活性。在理論研

究中，常采用無(wú)物理因素影響的動(dòng)力學(xué)參數(shù)（反應(yīng)速率、反應(yīng)速率常數(shù)、活

化能等）來(lái)表征催化劑的活性。但反應(yīng)速率和反應(yīng)速率常數(shù)與催化劑計(jì)量的

基準(zhǔn)單位（表面積、體積、質(zhì)量）有關(guān)。以表面積為基準(zhǔn)的量分別稱為表面

比反應(yīng)速率和表面比速率常數(shù)；以質(zhì)量為基準(zhǔn)的稱為比反應(yīng)速率或催化劑的

比活性。反應(yīng)速率常數(shù)的數(shù)值還與所用的速率方程的形式有關(guān)。隨著對(duì)催化

作用的活性中心認(rèn)識(shí)的深入和測(cè)試方法的進(jìn)步，已引用酶催化中的轉(zhuǎn)化頻率

來(lái)表示一般催化劑的活性。其定義為單位時(shí)間內(nèi)每個(gè)活性中心上起反應(yīng)的次

數(shù)或分子數(shù)。轉(zhuǎn)化頻率的數(shù)值也須注明溫度、起始濃度或壓力和反應(yīng)度。

選擇性指催化劑對(duì)反應(yīng)類型、復(fù)雜反應(yīng)（平行或串聯(lián)反應(yīng)）的各個(gè)反

應(yīng)方向和產(chǎn)物結(jié)構(gòu)的選擇催化作用。分子篩催化劑對(duì)反應(yīng)分子的形狀還有擇

形選擇性。催化劑的選擇性通常用產(chǎn)率或選擇率和選擇性因子來(lái)量度。對(duì)于

前述反應(yīng)式，目的產(chǎn)物C的產(chǎn)率Sc定義為C的摩爾數(shù)比對(duì)已轉(zhuǎn)化的反應(yīng)物A

的摩爾數(shù)為之百分比，即：

E-E_lin—

nF-22

式中a和。為常數(shù)。如果已知主、副反應(yīng)的反應(yīng)速率常數(shù)分別為左和左,則

選擇性用選擇性因子s來(lái)表示,s=41/左。產(chǎn)率越高或選擇性因子越大，則催

化劑的選擇性越好。

在實(shí)際應(yīng)用中，還采用收率來(lái)綜合衡量催化劑的活性和選擇性。對(duì)于前

述反應(yīng)，C的收率K定義為：

m

0=頡"

顯而易見，收率等于轉(zhuǎn)化率和產(chǎn)率的乘積：

?氏

YC=XK

穩(wěn)定性指催化劑對(duì)溫度、毒物、機(jī)械力、化學(xué)侵蝕、結(jié)焦積污等的抵

抗能力，分別稱為耐熱穩(wěn)定性、抗毒穩(wěn)定性、機(jī)械穩(wěn)定性、化學(xué)穩(wěn)定性、抗

污穩(wěn)定性。這些穩(wěn)定性都各有一些表征指標(biāo)，而衡量催化劑穩(wěn)定性的總指標(biāo)

通常以壽命表示。壽命是指催化劑能夠維持一定活性和選擇性水平的使用時(shí)

間。催化劑每活化一次能夠使用的時(shí)間稱為單程壽命；多次失活再生而能使

用的累計(jì)時(shí)間稱為總壽命。

固體催化劑的宏觀結(jié)構(gòu)和性能表征幾何形狀和粒度固體催化劑的

幾何形狀有粉末、微球、小球、圓柱體（條形或片狀）、環(huán)柱體、無(wú)規(guī)則顆

粒以及絲網(wǎng)、薄膜等，粒度小至幾十微米，大到幾十毫米。工業(yè)上常見的催

化劑外形及其粒度如下：固定床催化劑為小球、條形、片狀及其他無(wú)規(guī)則顆

粒，一般直徑在4毫米以上;移動(dòng)床催化劑為小球，直徑3毫米左右；流化床

催化劑為微球，幾十至幾百微米。粒度可用篩析法、卡尺法直接測(cè)定，或由

有關(guān)物理量間接計(jì)算。

密度通常所說(shuō)的密度。是質(zhì)量必與其體積廠之比，即。=必/%然而，

對(duì)于多孔性催化劑來(lái)說(shuō),因?yàn)轭w粒堆集體積/是由顆粒間的空隙體積匕、顆

粒內(nèi)的孔隙體積均和顆粒真實(shí)的骨架體積匕三項(xiàng)共同組成的：/=匕+丹+匕，

所以同一個(gè)質(zhì)量除以不同涵義的體積，便得堆集密度、顆粒密度、骨架密度。

堆集密度小是單位堆集體積的多孔性物質(zhì)所具有的質(zhì)量,即O尸必/（匕+孩+%）;

顆粒密度02是單位顆粒體積的物質(zhì)具有的質(zhì)量，即。2=%/（丹+丹）；骨架密

度03是單位骨架體積的物質(zhì)具有的質(zhì)量，即03=必/匕。

測(cè)定堆集密度通常使用量筒法；顆粒密度則用汞置換法；骨架密度多用

苯置換法或氮、氨、氮等置換法。

孔結(jié)構(gòu)許多多孔性催化劑含有大量的微孔，宛如一塊疏松的海綿。要

使催化反應(yīng)順利進(jìn)行，反應(yīng)物與產(chǎn)物分子必須靠擴(kuò)散才能自由出入微孔。描

述微孔結(jié)構(gòu)的主要參數(shù)有孔隙率、比孔容積、孔徑分布、平均孔徑等。

催化劑的孔隙容積與顆粒體積之比稱為孔隙率；單位質(zhì)量催化劑具有的

孔隙容積稱為比孔容?？紫堵实拇笮∨c孔徑、比表面、機(jī)械強(qiáng)度有關(guān)，較理

想的孔隙率多在0.4?0.6之間。用四氯化碳吸附法測(cè)定比孔容，方法簡(jiǎn)單，

操作方便，一次可同時(shí)測(cè)定幾個(gè)樣品。理想的孔隙結(jié)構(gòu)應(yīng)當(dāng)孔徑大小相近、

孔形規(guī)整。但是，除分子篩之類的物質(zhì)外，絕大部分固體催化劑的孔徑范圍

非常寬，而且比孔容按孔徑分布的曲線可能出現(xiàn)若干個(gè)高峰?？讖椒植家话?/p>

用氣體吸附法與壓汞法聯(lián)合測(cè)繪。硅膠等物質(zhì)只有一個(gè)微孔體系，大部分孔

徑偏離中央平均值不遠(yuǎn)，可用平均孔半徑（境）代表孔徑大小。其值可由實(shí)驗(yàn)

測(cè)得的比孔容（％）和比表面（s）按下式計(jì)算：境=2匕/sg。

比表面多孔性固體催化劑由微孔的孔壁構(gòu)成巨大的表面積,為反應(yīng)提

供廣闊的場(chǎng)地。1克催化劑所暴露的總表面積稱為總比表面（簡(jiǎn)稱比表面）。

1克催化劑中活性組分暴露的表面積稱為活性組分比表面。于是，催化劑的

總表面積是活性組分、助催化劑、載體以及雜質(zhì)各表面積的總和。

總比表面可用非選擇性的物理吸附法測(cè)定，其中包括BET靜態(tài)容量法（見

彩圖）、重量法和流動(dòng)色譜熱脫法、迎頭法等?；钚越M分比表面常用化學(xué)吸附

法測(cè)定，如氫吸附法、一氧化碳吸附法、二氧化碳吸附法