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1、在底物和反应条件(如高温环境)影响下,催化剂组分的升华、偏析,改变了表面组成或活性物相的组成。另外还会引起其他变化,如活性组分被载体包埋,由于生成挥发性物质或可升华的物质造成活性组分损失等,这些变化也称为热失活。
2、毒化作用。催化剂的中毒现象本质上是由于催化剂表面的活性中心吸附了毒物,使催化剂不能正常地参与对反应物的吸附及发挥原有的催化作用,因而降低了活性及选择性,甚至完全丧失了活性。毒化催化剂的毒物大致有两类:一是强烈地化学吸附在催化剂的活性中心上,另一种与构成活性中心的物质发生化学作用,这都会减少活性中心的数目,造成催化剂活性衰退。毒物的来源可以是原料中的杂质、副产物等,或者是催化剂本身杂质在反应条件下与有效组分作用的结果。
按照毒物的作用特性,催化剂的中毒过程可以分为可逆中毒、不可逆中毒及选择性中毒三种。可逆中毒称为暂时性中毒,毒物在催化剂活性中心上吸附或化合后,因生成键的键能较弱,采用适当的方法除去这些毒物后,可使催化剂的性能基本恢复甚至完全恢复。不可逆重度也称永久中毒,毒物与催化剂活性组分相互作用,使活性中心形成稳定的化合物,或造成其结构的破坏,难以用一般的方法将其除去,从而使催化剂发生永久性地部分或全部失去活性。选择性中毒指一种催化剂中毒之后,可能失去对某一反应的催化活性,但对别的反应却仍有催化活性。在某种情况下,可利用选择性中毒提高目的反应物的选择性。
根据中毒失活发生的位置,可将催化剂中毒分为均匀中毒和孔口中毒。均匀中毒时毒物在整个催化剂颗粒内均匀分布,使其内表面活性均匀下降;孔口中毒对毒物分子仅使孔口外表面失活,而孔的较深处表面仍然保持清洁。
对一催化剂,弄清楚毒物的种类、中毒的机理、耐毒量(指原料中允许存在毒物的最高浓度),对保证催化剂有好的催化性能,好的稳定性是十分重要的。通常催化剂的毒物不仅仅是针对催化剂而言的,还针对由该催化剂所催化的反应。因此不仅不同类型的催化剂毒物是不同的,就是对同一种催化剂来说,只有联系到其催化的具体反应,才能清楚地指出什么物质是其毒物。某些工业催化过程中,典型的催化剂毒物如表所示。
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