一種優(yōu)良的工業(yè)催化劑，必須在反應(yīng)所需的溫度、壓力、流速及停留時(shí)間等工藝條件下能長(zhǎng)期正常運(yùn)轉(zhuǎn)，有良好的機(jī)械強(qiáng)度以抵抗氣流沖刷而不粉化，有良好的耐熱、抗毒穩(wěn)定性而保持良好的活性及選擇性。也即一種催化劑必須具備高活性、高選擇性及高穩(wěn)定性等指標(biāo)，才有工業(yè)實(shí)用價(jià)值。因此，在催化劑的化學(xué)組成及宏觀結(jié)構(gòu)確定后，衡量該催化劑直觀和最重要的參量是催化劑的活性、選擇性及穩(wěn)定性等指標(biāo)。

1-5-1 活性

       催化劑的活性是指催化劑加快反應(yīng)速率的一種量度。它表示催化反應(yīng)速率與非催化反應(yīng)速率之差。由于非催化反應(yīng)速率很低而可忽略不計(jì)，故催化劑的活性即相當(dāng)于催化反應(yīng)速率。在給定的反應(yīng)條件（溫度、壓力、空速等）下，高活性催化劑可以使生產(chǎn)強(qiáng)度增加。所以在研制開發(fā)一種新催化劑時(shí)，無(wú)論是在實(shí)驗(yàn)室篩選或評(píng)價(jià)階段，或是在工業(yè)應(yīng)用試驗(yàn)過(guò)程中，大量的試驗(yàn)工作是圍繞催化劑活性進(jìn)行的。衡量催化劑的活性有多種表示方法，常用的有以下幾種。

（1）用反應(yīng)速率常數(shù)r表示

反應(yīng)速率常數(shù)又稱比速，是指單位濃度反應(yīng)物的反應(yīng)速率，反應(yīng)速率方程的一般表示式是：

r=kcAacBb

式中k-反應(yīng)速率常數(shù)；

cA、cB-  一反應(yīng)物A、B的濃度；

a,b-反應(yīng)物A、B的反應(yīng)級(jí)數(shù)。

用反應(yīng)速率常數(shù)表示催化劑的活性時(shí)又可分為以下兩種方法：

①用單位表面積催化劑上的反應(yīng)速率常數(shù)表示，稱為表面比活性（或表面比速率常數(shù)），即：

                              (1-22)

式中ks-表面比活性；

k-反應(yīng)速率常數(shù)；

S-催化劑表面積。

即表面比活性可通過(guò)測(cè)定的催化反應(yīng)速率常數(shù)與催化劑表面積之比來(lái)表示。

②用單位體積催化劑上的反應(yīng)速率常數(shù)表示，稱為體積比活性（或體積比速率常數(shù)），即

                             (1-23)

式中 kV- 體積比活性；

V-催化劑體積。

即體積比活性可通過(guò)測(cè)定的反應(yīng)速率常數(shù)與催化劑體積之比來(lái)表示。

用反應(yīng)速率常數(shù)比較活性時(shí)，要求溫度相同，而不要求反應(yīng)物濃度及催化劑用量相同。但在不同催化劑上進(jìn)行同一反應(yīng)時(shí)，只有在所測(cè)催化劑上有相同的反應(yīng)速率方程時(shí)，用速率常數(shù)比較活性大小才有意義。

（2）用時(shí)空收率表示

時(shí)空收率是指單位時(shí)間內(nèi)以空間速度v0 流過(guò)催化劑的原料氣可生成某一產(chǎn)物的質(zhì)量。常以單位時(shí)間內(nèi)每單位體積（或質(zhì)量）催化劑所獲得的目的產(chǎn)物量來(lái)表示。有時(shí)也稱時(shí)空得率或產(chǎn)率。

如對(duì)于反應(yīng)aA→bB，產(chǎn)物B的時(shí)空收率為：                             (1-24)

式中 YB- -時(shí)空收率，g/(mL?h)或t/(m3?d) °

NB-一目的產(chǎn)物B的質(zhì)量，mol；

V-催化劑體積，mL或m3；

t-反應(yīng)時(shí)間，h或d。

如以標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下原料氣的流量（v，）去除式（1-24）的分子及分母，就可得：

(1-25)

因?yàn)榉磻?yīng)物的質(zhì)量NA0=vr22.4, 因此，式（1-25）可寫成：

YB=NBNAO22.4×V×tvr=abNBNAB22.4abV×tvr

由于B的單程收率ZB=aNBbNAO ，因此式（1-26）又可寫成：

rV×t                        (1-27)

因?yàn)榭账?span style="box-sizing: border-box; margin: 0px; padding: 0px; border: 0px; outline: 0px; vertical-align: baseline; background-image: initial; background-position: initial; background-size: initial; background-repeat: initial; background-attachment: initial; background-origin: initial; background-clip: initial;">v0=vrV×t, ，代入式（1-27），即得到：

YB=122.4baZBv0

式（1-28）表示了反應(yīng)產(chǎn)物的時(shí)空收率與單程收率及原料氣空速間的關(guān)系。

用時(shí)空收率表示催化劑活性具有簡(jiǎn)單直觀的特點(diǎn)。但因時(shí)空收率不僅與反應(yīng)速率有關(guān)，還與工藝操作條件有關(guān)。如空速增長(zhǎng)，可使反應(yīng)物在催化劑床層中的平均停留時(shí)間減少，使轉(zhuǎn)化率下降，但時(shí)空收率則不一定下降，有時(shí)還會(huì)增大，而此時(shí)催化劑的活性并未發(fā)生變化。所以，用時(shí)空收率來(lái)表示催化劑活性，有時(shí)并不十分確切。

（3）用反應(yīng)速率表示

化學(xué)反應(yīng)時(shí)物質(zhì)的量一定發(fā)生改變。反應(yīng)速率表示反應(yīng)的快慢。一般以單位時(shí)間（t）內(nèi)反應(yīng)物消失的速率或產(chǎn)物生成的速率來(lái)表示。但采取的基準(zhǔn)不同表示的形式也不同，一般采用以下幾種形式。

①以催化劑裝填體積為基準(zhǔn)時(shí)

                        (1-29)

式中 V-催化劑裝填體積；

dNA- -在dt時(shí)間內(nèi)反應(yīng)物減少量；

dNB- 在dt時(shí)間內(nèi)的反應(yīng)產(chǎn)物增加量。

②以催化劑的質(zhì)量為基準(zhǔn)時(shí)

                        (1-30)

式中m-催化劑裝填質(zhì)量（或重量）。

③以催化劑的表面積為基準(zhǔn)時(shí)

                        (1-31)

      用反應(yīng)速率比較催化劑的活性時(shí)，應(yīng)保持反應(yīng)條件相同，即必須保持反應(yīng)時(shí)的溫度、壓力及反應(yīng)物組成相同。工業(yè)催化劑的裝填通常以體積或質(zhì)量為基準(zhǔn)。實(shí)驗(yàn)室中由于催化劑樣品較少，測(cè)量體積易帶來(lái)誤差，故也常以質(zhì)量為基準(zhǔn)。雖然用表面積為基準(zhǔn)更能表征催化劑的催化活性，但因催化劑表面不是所有部位都有催化活性，即使兩種催化劑的化學(xué)組成及比表面積都相同，其表面上活性中心數(shù)也不一定都相同，需要考察表面上的活性中心濃度，故以表面積為基準(zhǔn)的方法一般不常用。

（4）用轉(zhuǎn)化率表示

在多相催化反應(yīng)中，當(dāng)催化劑用量一定，反應(yīng)物通入速率也不變時(shí)，單位時(shí)間內(nèi)流經(jīng)單位體積或單位質(zhì)量催化劑的反應(yīng)物的體積或質(zhì)量，就是空間速率，即：

v0=VRV×t                             (1-32)

VR- -反應(yīng)物體積；

V-催化劑體積；

t-反應(yīng)時(shí)間。

空間速率的倒數(shù)是接觸時(shí)間，它表示反應(yīng)物在催化劑床層停留的平均時(shí)間，常以T表示：

τ=1v0                              (1-33)

當(dāng)接觸時(shí)間一定時(shí)，轉(zhuǎn)化率越大，反應(yīng)速率也越快，因此可用轉(zhuǎn)化率表示催化劑的活性。設(shè)A為主要反應(yīng)物，B為目的產(chǎn)物，則反應(yīng)物A的轉(zhuǎn)化率XA 可寫成：

                         (1-34)

式中 NA- -反應(yīng)后反應(yīng)物A剩余的物質(zhì)的量；

N-反應(yīng)物A總的物質(zhì)的量。

 雖然用轉(zhuǎn)化率表示催化劑活性并不確切，因反應(yīng)轉(zhuǎn)化率并不和反應(yīng)速率成正比，但計(jì)算簡(jiǎn)單方便，仍為工業(yè)生產(chǎn)上所常用。

產(chǎn)品展示

產(chǎn)品詳情：

      近年來(lái)半導(dǎo)體行業(yè)的快速發(fā)展，超高純316L不銹鋼，符合SEMI F20標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)真空感應(yīng)熔煉+真空自耗重熔（VIM+VAR），并使用特殊的工藝處理，對(duì)材料進(jìn)行的提純，進(jìn)一步減少了材料中的的非金屬夾雜物和氣體成分。EP管（316L，VIM+VAR）是表面經(jīng)過(guò)電解拋光處理，以提高產(chǎn)品內(nèi)部的平滑性，并在金屬表面形成富鉻層以提高耐腐蝕性，電解拋光后的產(chǎn)品做鈍化處理以去除游離鐵離子。EP拋光產(chǎn)品經(jīng) SEM、 ESCA/XPS、AES分析，產(chǎn)品質(zhì)質(zhì)量半導(dǎo)體協(xié)會(huì) SEMI F20 標(biāo)準(zhǔn)。

      基于EP拋光（316L，VIM+VAR）技術(shù)的發(fā)展，鑫視科shinsco采用國(guó)內(nèi)優(yōu)秀企業(yè)生產(chǎn)的EP管（316L，VIM+VAR）和EP自動(dòng)閥門，替換了光催化活性評(píng)價(jià)系統(tǒng)的原有玻璃管路和閥門，并實(shí)現(xiàn)了PLC全面控制整套系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了SSC-PCAE光催化活性評(píng)價(jià)系統(tǒng)的全自動(dòng)化運(yùn)行。

    SSC-PCAE光催化活性評(píng)價(jià)系統(tǒng)(Photocatalytic activity evaluation system)沿用半導(dǎo)體行業(yè)的真空技術(shù)，將玻璃管路和閥門替換為EP管和EP自動(dòng)閥，實(shí)現(xiàn)了整個(gè)系統(tǒng)的全自動(dòng)控制實(shí)驗(yàn)過(guò)程，全自動(dòng)在線采樣分析，實(shí)現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)中真正的全自動(dòng)運(yùn)行。SSC-PCAE光催化活性評(píng)價(jià)系統(tǒng)主要應(yīng)用于光解水、全解水、電催化、光催化CO2還原、光催化固氮、光電催化氣體產(chǎn)物分析、耐壓釜式反應(yīng)、催化反應(yīng)的微量氣體收集等。

產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)：

1)        封閉反應(yīng)的產(chǎn)物氣體收集、采樣、在線分析的一體化系統(tǒng)；

2)        內(nèi)置氣體磁力增壓泵，形成高強(qiáng)壓差，實(shí)現(xiàn)氣體快速混勻；

3)        全系統(tǒng)耐壓-14.6psi ~150psi，實(shí)現(xiàn)了從真空到10atm的壓力覆蓋；

4)        應(yīng)用半導(dǎo)體材料（TiO2、InO、C3N4、CdS等）催化劑的活性評(píng)價(jià)；

5)        催化劑產(chǎn)氫、產(chǎn)氧、光解水的性能分析；

6)        催化劑二氧化碳還原的性能分析；

7)        系統(tǒng)可配和玻璃、石英、不銹鋼、PEEK、PTFE等材料制備的反應(yīng)器使用

8)        可滿足光電反應(yīng)、氣固反應(yīng)、膜催化、多相反應(yīng)等特殊實(shí)驗(yàn)要求；

9)        系統(tǒng)管閥件全部采用EP（316L，VIM+VAR）管和EP閥，對(duì)氣體無(wú)吸附；

10)    系統(tǒng)即裝即用，可兼容任意廠家氣相色譜儀，無(wú)需額外增加進(jìn)樣閥門；

11)    GC測(cè)試范圍廣，氫、氧、CO2、甲烷、CO、甲醛、C1-C5等微量氣體；