Контактные массы

Промышленные твердые катализаторы обычно не являются индивидуальными веществами. Они представляют собой сложную смесь, называемую контактной массой. В контактной массе одни вещества являются собственно катализаторами, другие – носителями, а третьи служат активаторами.

Носители – термостойкие, прочные, инертные, пористые вещества, на которые осаждением или другими способами наносят катализатор. Нанесение каталитических веществ на пористый носитель обеспечивает их тонкое диспергирование, создание большую удельную поверхность при оптимальных размерах пор и повышает термостойкость катализатора, так как затруднено спекание его кристаллов, разобщенных на поверхности носителя. Кроме того, достигается экономия дорогих каталитических веществ, таких, как платина, палладий, серебро и др. Носитель обычно влияет и на активность катализатора, действуя как активатор. В качестве носителя чаще всего применяют оксид алюминия, силикагель, синтетические алюмосиликаты, асбест, различные соли, активный уголь.

Активаторы или промоторы – вещества, повышающие активность основного катализатора. Активация может происходить вследствие химического взаимодействия добавок с каталитическим веществом с образованием продуктов, обладающих повышенной каталитической активностью. Добавки могут образовывать с катализатором твердые растворы с электронной структурой, соответствующей большей каталитической активности. Иногда активатор увеличивает поверхность каталитически активного вещества или повышает термостойкость катализатора, а иногда служит защитой основного катализатора от действия контактных ядов.

Основные методы изготовления катализаторов:

1) осаждение гидроксидов или карбонатов из растворов их солей совместно с носителем или без носителя с последующим формованием и прокаливанием контактной массы. Так, катализаторы кислотно-основных реакций готовят соосаждением компонентов. Контактную массу формуют в виде таблеток, зерен или гранул.

2) смешение и совместное прессование порошков с получением смешанных катализаторов или катализаторов с активаторами и носителями, а также с вяжущими веществами.

3) сплавление несколько веществ (металлов или оксидов) с последующим восстановлением металлов из оксидов водородом или другими газами. Иногда катализатор готовят в виде тончайших сеток, изготовленных из сплавов различных металлов.

4) пропитка пористого носителя раствором, содержащим катализатор и активатор, с последующей сушкой и прокалкой. К катализаторам данного вида относятся металлические, оксидные, солевые, кислотные и основные.