⑴单粒抗压碎强度：包括（正（轴向）、侧（径向）压强度 ⑵堆积抗压碎强度 ⒉磨损性能试验 球磨试验 25
催化剂的抗毒稳定性及测定
催化剂中毒：由于有害杂质（毒物）对催化剂的毒化作用，使催化剂的活性、选择性、或寿命降低的现象，称为催化剂中毒。 常见的毒物有：
硫化物：H2S CS2 RSH H2SO4等 含氧化合物：CO CO2 H2O等 含P、As、Cl、重金属化合物等
中毒原因：催化剂表面活性中心吸附毒物，转变为表面化合物，阻碍原活性中心与反应物分子接触。该表面化合物可以分为永久性占领物（不能除去，活性不能恢复）；暂时性占领物（通过一般方法可除去，恢复原活性） 26
催化剂的抗毒稳定性及测定 评价方法：
? 在反应物中加入一定浓度的有关毒物，使催化剂中毒，而后观测其活性和选择性恢复能力。 ? 测定最高加入毒物浓度。
? 将中毒催化剂再生处理，观测其性和选择性恢复能力。
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比表面积与孔结构测定
? 比表面积的测定
比表面积指单位重量催化剂内外表面积的总和，以米2/克计算。
? 测定比表面积常用的方法是吸附法，又可分为化学吸附法和物理吸附法。
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比表面积与孔结构测定
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? 物理吸附法：通过吸附质对多孔物质进行非选择性吸附来测定比表面积。常用的测定方法有
BET法和气相色谱法。
? 化学吸附法：通过吸附质对多组份固体催化剂进行选择吸附来测定各组份的表面积。
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BET法测定比表面积原理
? 基于理想吸附物理模型，在Langmuir吸附理论基础上得到BET吸附等温式：
Langmuir吸附理论：
A． 表面均匀，无区别； B． 吸附分子间无相互作用； C． 单分子层吸附
BET理论模型(Brunauer-Emmett-Teller)
A． 吸附分子间有相互作用，可多分子层吸附； B． 第二层开始，其吸附过程类似于冷凝；
C． 吸附平衡后，分子的蒸发和冷凝的速度相等。
P1C?1P???V(Ps?P)VmCVmCPs
? P：分压；Ps：饱和蒸汽压
? 以P/V/(Ps－P) 对 P/Ps 作图，可得一直线，直线在纵轴上的截距是1/Vm/C，直线的斜率
为(C-1)/Vm/C，可求得：Vm，有了Vm后就可求得比表面积Sg。 Sg=N*Am*Vm/22400/W
Am:
N2: 0.162nm2 O2 0.121nm2 Ar 0.128nm2 化学吸附法
通过对固体表面的特定组分进行有选择性的吸附，推算该特定组分的表面积。 A． 没有普遍适用的方法和气体；
B． 吸附前要进行表面处理，去除可能已经吸附的气体――较高的温度和真空； C． 吸附的温度较物理吸附的明显高 如：氢氧滴定： 室温下，使氧在催化剂Pt/Al3O2上化学吸附； 催化剂孔结构的测定 ⑴密度及其测定
密度：单位体积内所含催化剂的质量。 ρ=m/v 堆密度： 用量筒或类似容器测量催化剂体积时所得到的密度
V堆=V隙+V孔+V骨架 ρ堆=m/ V堆 （包括颗粒间、颗粒内部的空隙） 31
催化剂孔结构的测定
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颗粒密度
单粒催化剂的质量与其几何体积之比
包括催化剂内部的孔体积
用汞置换法可测得催化剂空隙体积。 （仅包括颗粒内部的空隙）
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催化剂孔结构的测定
? 真密度：测量的体积是催化剂的实际固体骨架的体积时得到的密度。
?真?
不包括任何颗粒内外部的空隙 33
比孔容积、孔隙率及平均孔径
mV骨架? 比孔容积：1克催化剂颗粒内所有孔的体积总和。 ? 催化剂的孔容积常用四氯化碳法测定。
? 孔隙率：催化剂颗粒中孔的体积占催化剂颗粒体积的分数。 ? 平均孔径：
r??2VgSg? Vg:比孔容 Sg:比表面积
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比孔容积、孔隙率及平均孔径
? 孔径分布：催化剂的孔容积随孔径的变化。 ? 测定方法：气体吸附法
? 原理：基于毛细管凝聚现象。开尔文公式
lnP2?V??cos?PsRTrk?? 实验测定在不同相对压力（p/ps）下的吸附量，即可算出孔径分布。
如用液氦作吸附介质：
σ：8.7×10-5 N/cm
V : 34.7cm3/mol (液氦的mol体积) φ：00
代入：rk ＝ 0.414(LnP/P0)-1
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压汞法：汞不能使大多数固体物质润湿（即表面张力大），只有施加外力才能使其进入颗粒的孔中。
压力大↑→可进入的孔径小↓
r = 2σcosφ/P
σ：0.48N/m (常温)
φ：一般，对氧化物取140, P: MPa
r = 764.5/P nm
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催化剂微观（本体）性质的测定和表征
? 催化剂微观性质包括：催化剂表面化学组成、物相结构、活性表面、晶粒大小、分散度、价
态、酸碱性、氧化还原性等方面。 36 37
总组分：AAS XRF 物相性质：XRD TEM TPR TA TG Magn 表面组成：XPS AAS AES SIMS 晶粒尺寸：SEM TEM 分散度：XRD TEM XPS Moss 各组分分布：TEM EPMA 表面结构：LEED 酸性：IR TPD 配位 价态：EPS IR NMR Moss 电子能级：XPS XRF: X射线荧光光谱X-Ray Fluorescence Spectrometry 痕量元素分析, 测定范围为0.000X%～100%。 XRD: X-ray diffraction
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AAS :Atomic Absorption Spectrometry AES: Atomic Emission Spectrometry XPS: X-ray photoelectron spectroscopy SIMS: Secondary Ion Mass Spectrometry
TEM, Transmission Electron Microscope SEM, Scanning Electron Microscope
固定束照明 反射电镜REM 电镜 透射电镜TEM 扫描束照明 扫描电镜SEM 扫描透视电镜STEM 电子显微分析 38
①TEM的应用：
? 催化剂物性检测：
? 识别不同的结晶 粒子（晶粒）大小及其分布
? 孔结构的观察（孔径、孔形、孔分布、孔体积……） ? 负载型催化剂的研究：
? 载体的物理结构和表面化学结构
? 活性组分在载体上的分散情况（均匀分散、积雪状、簇状…） ? 在催化剂制造过程研究中的应用 ? 制备条件对孔结构的影响 ? 在催化剂失活、再生研究中的应用
? 催化剂上积碳 形态、晶粒聚集长大，污染物的沉积
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? SEM 扫描电镜
? EPMA电子探针显微分析
? EPMA的应用：测定负载催化剂活性组分浓度 分析 ? 复合催化剂体系中判别新相
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? x射线衍射分析 XRD
? x射线是一种波长很短的电磁波
? x射线射到晶态物质上时，产生衍射，根据衍射线在空间的方向、强度和宽度可进行催化
剂的测定
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x射线衍射分析 XRD ①物相测定：
布拉格公式 nλ＝2dsinθ
每种晶体物质都有自己特有的衍射图案，且一种物质的衍射图案与其他物质同时存在无关 标准结构衍射数据
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