簡述廢氣處理中催化劑的類型

 

廢氣處理中催化劑種類繁多，分類方法不同?？煞譃樗釅A催化劑、金屬催化劑、半導體催化劑和分子篩催化劑。這些種類的催化劑的共同***征是它們能在反應物上產生不同程度的化學吸附。因此，催化作用離不開吸附。從催化過程中發(fā)現(xiàn)，一般的催化過程是從吸附開始的。

 

1.酸堿催化劑這里的酸堿是指廣義的酸堿，即路易斯酸和路易斯堿，能提供酸堿活性吸附中心，化學吸附反應物，從而促進其化學反應。如活性白土、硅酸鋁、氧化鋁和一些金屬氧化物，***別是過渡金屬氧化物或它們的鹽。

 

2.金屬催化劑的吸附能力取決于金屬和氣體的分子結構和吸附條件。典型氣體在273K下在不同金屬表面的吸附實驗表明，所有具有D電子軌道的金屬元素對某些典型氣體都具有不同的化學吸附能力。除了Ca、Sr、Ba，這些金屬***部分屬于過渡金屬，它們通過不參與金屬鍵雜化軌道的電子或未結合的電子與吸附質分子形成吸附鍵，催化與吸附質分子的反應。

 

3.半導體催化劑半導體催化劑主要是一些半導體型過渡金屬氧化物，能提供準自由電子或準自由空穴，可分為N型半導體和P型半導體。n型半導體催化劑，如ZnO，依靠其準自由電子與反應物形成吸附鍵；p型半導體催化劑，如NiO，通過自身的準自由空穴與反應物形成吸附鍵。吸附鍵的形成改變了半導體的導電性，是影響催化劑活性的主要因素之一。以上只是一個很簡單的說法。事實上，氣體分子和半導體催化劑之間吸附鍵的形成是一個非常復雜的過程。在半導體催化機理的研究中，也發(fā)現(xiàn)了電子躍遷產生的能帶，它在吸附鍵的形成中起著重要作用。所以不能簡單認為能提供電子的反應物分子只能與p型半導體催化劑形成吸附鍵。

 

4.沸石分子篩催化劑沸石分子篩作為吸附劑，廣泛應用于干燥、沸騰、分離等過程。自20世紀60年代以來，它出現(xiàn)在催化劑和催化劑載體的應用中。沸石是指具有相同直徑微孔的天然結晶硅鋁酸鹽，因此得名分子篩。20世紀50年代，合成分子篩已有數(shù)百種，許多重要的工業(yè)催化反應都離不開分子篩催化劑。分子篩的催化作用也依賴于其表面(包括內表面)的酸性中心形成吸附鍵，但與酸堿催化劑相比，它具有更強的選擇性，因為它可以拒***孔徑較***的分子進入內表面。同時，分子篩表面的酸堿性可以通過離子交換人工調節(jié)，比普通酸堿催化劑性能更***。近年來，非硅鋁元素合成分子篩得到了發(fā)展，并在催化***域得到了廣泛應用。因此，分子篩在催化***域有其***殊的地位和作用。