物的敏感性就小些。
3.4 中毒与反应条件
反应条件对毒物的作用有影响。
3.5 中毒与诱导期
在工业实践中,常常遇到各种因中毒而产生的现象。例如,在液相的间歇反映器所遇到的诱导期现象,有时就和催化剂吸附了毒物有关,这些毒物吸附得很强,但有一定的反应活性,可以形成吸附得不太强的反应产物,随着时间的推移,原来被毒物占据的活泼部位逐步腾出来,于是反应树率逐步上升。
3.6 选择中毒
一个催化剂中毒之后可能失去对某一反应的催化能力,但对别的反应仍有催化活性,这种现象称为选择中毒。
4 烧结
催化剂烧结是指在使用过程中,其微晶尺寸逐渐增大或原生粒长大。
催化剂烧结的主要后果是微晶长大,孔消失或者孔径分布发生变化,从而使表面积减小,这会导致催化剂活性下降,有时还会使选择性发生变化。
5 生成化合物
催化剂组分和反应性气氛之间以及催化剂个组分之间发生反应形成化合物,使得催化剂活性下降。
例如,水气与Co或Fe生成氧化物,氮气与催化剂组分声称氮化物,含碳的气氛与催化剂组分声称碳化物。
6 相转变和相分离
催化剂中很多组分处于介稳态,使用一段时间后,它们变为比较稳定的结构,其活性较组分处于最活拨状态时有所下降。这是因为长期受热,介稳态发生了相变。
组分离析也可视作相转变,高度分散的合金,其中比较容易挥发的组分趋于扩散到表面,形成不均匀的微晶。例如Ni-Cu合金表面Cu富集;又如用于丙烯氨氧化的磷-钼-铋-铁系多元金属氧化物催化剂经使用后,其表面组成和新催化剂比较有很大差别,Fe含量大幅度增加,Bi和Mo的含量也有不同程度的增加,而Si、Ni、Co的含量则减少。
相转变和相分离的结果引起催化剂失活主要表现在两个方面:一是活性和选择性改变;二是催化剂强度下降,变得容易粉碎。
7 活性组分被包围
氧化物负载的金属催化剂,当加热到高温时,金属晶粒会部分陷入氧化物载体中,形成活性金属组分四周被包埋的状态。
8 组分挥发
在催化剂表面吸附层中,分子并不是固定不动的,它可以沿着表面移动。吸附质分子在移动时能携带着催化剂表面的原子一起移动;由于这种移动以及反应产物分子的脱附,就会引起催化剂表面的疏松和活性组分流失。
金属催化剂活性组分的流失一般并不是因其直接挥发所致,因为金属的蒸发温度基本上都在1000度以上,远高于通常催化反应温度;催化剂金属组分的流失主要是通过生成挥发性的或可升华的化合物随反应武气流带走。如生成羟基化合物[CO存在0-100℃形成Ni(CO)4,Fe(CO)5]。由O2时800℃形成MoO3,H2S 550℃可生成MoS2.
9 颗粒破裂
工业催化剂一般由机械强度的指标(例耐压,耐磨等),能够承受填装和运输条件的要求,但在长期运转过程中,由于催化剂本身的组成、结构和纹理组织的逐渐变化会造成其机械性能的劣化乃至颗粒破