催化剂活性评价

铈锰复合氧化物催化剂的活性评价

中国科学技术大学地球与空间科学学院

摘要：本实验制备了不同配比的铈锰复合氧化物催化剂，采用差热分析、BET色谱和气相色谱等仪器分析方法，对所制得的催化剂进行了热分解温度、比表面积、催化活性等物理化学参数的测定。并研究了使用该催化剂对乙烯催化的效果。关键字铈锰催化剂比表面积催化

1实验原理

通过加入适当的催化剂，改变原来的反应历程，可以使很多由于活化能过高而在一般条件下难以进行的反应发生。本实验用铈锰催化剂乙烯氧化燃烧反应为例对催化剂活性以及。反应化学方程式：

C2H4+3O2→2CO2+2H2O

在不太高的反应温度下，乙烯和空气混合后能稳定存在。当反应混合气经过铈锰复合氧化物催化剂床层时，改变了原来不能进行的直接反应机理。通过反应物向催化剂表面扩散，化学吸附活化，表面反应，然后产物脱附，扩散回气相等历程而完成。

1.1差热分析法

差热分析是在程序控温下测量样品和参比物（在测量温度范围内不发生任何热效应的物质）之间的温度差与温度关系的一种技术。在实验的过程中，可将试样与参比物的温差作为温度或时间的函数连续记录下来：ΔT=f（Tort）

本实验的参比物是活性氧化铝颗粒；实验目的是通过差热分析确定硝酸盐的分解温度，从而在该温度下进行催化剂的烧结，在载体上得到铈、锰的氧化物。

1.2BET色谱法

1克质量的多孔固体所具有的总表面积（包括外表面积和内表面积）定义为

2比表面积，以m/g表示。在气固多相催化反应的机理研究中，大量的事实证明

气固多相催化反应是在固体催化剂表面上进行的。某些催化剂的活性与其比表面有一定的关系，因此测定固体的比表面对多相反应机理的研究有着重要意义。测定多孔固体比表面的方法很多，其中BET气相吸附色谱法是比较有效、准确的方法。

BET吸附理论的基本假设是：在物理吸附中，吸附质和吸附剂之间的作用力是范德华力，而吸附分子之间的作用力也是范德华力。当气相中的吸附质分子被吸附在多孔固体表面上之后，它们还可能从气相中吸附同类分子，吸附是多层的，但同一层吸附分子之间无相互作用；吸附平衡是吸附和解吸附的动态平衡，第二层及其以后各层的吸附热等于气体的液化热。根据这个假设推导得到BET方程如下：

1C 1pN2=+Vd(1 pN2/pS)VmCVmCpSpN2/pS