活性炭在催化劑載體及催化劑中的應(yīng)用

1、催化劑載體

在過去幾十年中活性炭作為催化劑載體也得到了大量應(yīng)用，活性炭作為載體有以下優(yōu)點：價格低廉，能耐酸堿，具有發(fā)達的孔隙結(jié)構(gòu)，巨大的比表面積和優(yōu)良的吸附性能，另外負載于其上的貴金屬通過炭載體的燃燒較易回收。廣泛將活性炭應(yīng)用于催化劑的載體，催化的反應(yīng)種類包括鹵化氧化、還原樹脂單體制造聚合異構(gòu)化以及其它各種反應(yīng)。

以活性炭作為催化劑的載體是當(dāng)前研究熱點之一，而這一概念早在70年代初就已提出。例如，在甲醇轉(zhuǎn)化反應(yīng)中，采用高比表面積活性炭AX-21作為催化劑MnO₂的載體，可以使反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率由22.8%提高到70%。

HuYun hang的研究表明，以比表面積超過3000m²/g的活性炭作為催化劑Cu的載體，可以使NO轉(zhuǎn)化率提高。但是對負載在活性炭上的催化劑進一步的研究卻存在著較大的困難，首先是因為活性炭具有較為復(fù)雜的孔結(jié)構(gòu)，其次不同活性炭的表面化學(xué)性質(zhì)也存在較大差別，而催化劑的性能與活性炭的種類及物理化學(xué)性質(zhì)卻存在著密切的關(guān)系。

2、催化劑

活性炭之所以有催化性能，與其本身的結(jié)構(gòu)有關(guān)?；钚蕴渴菬o定型炭和石墨炭的混合物，由于活性炭中小尺寸的結(jié)晶體具有大量的不飽和價鍵具有類似于結(jié)晶缺陷的結(jié)構(gòu)。而且石墨層平面本身由于(n)電子結(jié)構(gòu)的存在也能夠顯示催化活性。

Jorge Bedia等人把木質(zhì)素纖維廢料與85%磷酸溶液在室溫下浸漬，然后在管式爐內(nèi)加熱到450-500℃，保溫2小時，反復(fù)洗滌至pH接近中性。這樣得到的活性炭經(jīng)過XPS和TPD檢測其表面具有酸性官能團，對二丙醇的脫水起到很好的催化作用。