——固体催化剂构成

固体催化剂的组成从成分上可分为单组元催化剂和多组元催化剂。

单组元催化剂是指催化剂由一种物质组成的，如用于氨氧化制硝酸的铂网催化剂。

多组元催化剂是指催化剂由多种物质组成的。根据这些物质在催化剂中的作用可分为主催化剂、共催化剂、助催化剂和载体。多元催化剂可满工业化生产对催化剂性能的多方面要求，因此应用较多。

1.1主催化剂：又称为活性组分，是多元催化剂的主体，比如加氢常用的Ni/Al2O3催化剂，Ni为主催化剂，没有Ni不能进行加氢反应。有些主催化剂由几种物质组成，但其功能有所不同，缺一不可，如重整反应使用的Pt/ Al2O3，Pt及Al2O3均为主催化剂，这种活性组分叫双功能（多功能）催化剂。

1.2共催化剂：共催化剂是和主催化剂同时起催化作用的物质，两者缺一不可。如MoO3和Bi2O3两者组分，两者单独使用时活性很低，两者组成共催化剂时表现出很高的催化活性。

1.3助催化剂：助催化剂是加到催化剂中的少量物质，这种物质本身没有活性或者活性很小，甚至可以忽略，但却能显著地改善催化剂效能，包括催化剂活性、选择性及稳定性等。

结构型助催化剂可以增加催化剂活性组分微晶的稳定性，延长其寿命。用磁性氧化铁还原得到的活性 α-Fe微晶对合成氨具有很高活性，但在高温高压（820K，3.0399X10^7Pa）条件下使用时很快烧结，催化剂活性迅速降低，以致寿命不超过几个小时。若在熔融Fe3O4中加入适量Al2O3，则可大大地减缓微晶增长速度，使催化剂寿命长达数年。有时助催化剂也有提高载体结构稳定性的作用，间接提高催化剂稳定性，如在MoO3-SiO2(CaO) / Al2O3多元催化剂中,SiO或CaO作为助催化剂可减少活动组分MoO3对载体Al2O3的影响。

扩散型助催化剂扩散型助催化剂可以改善催化剂的孔结构，改变催化剂的扩散性能。这类助催化剂多为矿物油、淀粉和有机高分子等物质。制备催化剂时加入这些物质，在催化剂干燥焙烧过程中，它们被分解和氧化为CO2和H2O逸出，留下许多孔隙。因此，也称这些物质为致孔剂。

毒化型助催化剂可以毒化催化剂中一些有害的活性中心，消除有害活性中心所造成的一些副反应，留下目的反应所需的活性中心，从而提高催化剂的选择性和寿命。

调变型助催化剂又称电子型助催化剂。它与结构型助催化剂不同，结构型助催化剂通常不影响活性组分的本性，而调变型助催化剂能改变催化剂活性组分的本性，包括结构和化学特性。对于金属和半导体催化剂，调变型助催化剂可以改变其电子因素（ｄ带空穴数、导电率、电子逸出功等）和几何因素；对于绝缘体催化剂，可以改变其酸碱中心的数量和强度。

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1.4载体：是催化剂中主催化剂和助催化剂的分散剂、粘合剂和支撑体。

载体可起到分散作用（如提供足够的表面积以提高活性组分的分散度）、稳定作用（可将活性组分微晶隔开，避免微晶迁移，长大）、支撑作用（可赋予固体催化剂一定的形状和大小，使之符合工业反应对其流体力学条件的要求）、传热和稀释作用（对于强放热或强吸热反应，通过选用导热性好的载体，可以及时移走反应热量，防止催化剂表面温度过高。对于高活性的活性组分，加入适量载体可起稀释作用，降低单位容积催化剂的活性，以保证热平衡。）助催化作用（载体除上述物理作用外，还有化学作用）。

粉体圈 作者：小白