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简答题钒对催化剂的破坏机理是什么?
  • 钒在氧环境下生成V205。V205对催化剂的破坏表现在三个方面。
    (1)V205熔点低,在正常再生条件下熔融,破坏催化剂活性中心,使催化剂产生永久失活。
    (2)在水蒸气气氛下,钒首先氧化形成V205。然后,V205与水蒸气发生化学反应。
    由于在水蒸气存在下,V205的挥发性比它在干空气中增加10倍以上,气态的V205与水蒸气结合形成一种挥发性强酸VO(OH)3。其反应式为:
    V205+3H20=2VO(OH)3
    热力学上已证实了这种强酸的存在。钒酸侵入沸石晶体发生水解反应,使晶胞体积扩大。钒酸优先攻击沸石中的Si一O一A1键,即
    Al-(0-Si)4-+4H+=H4(SiO)4+A13+
    从而导致框架四面体氧化铝的失去和沸石晶体结构破坏。
    (3)钠与钒的协同作用。钠本身就能中和催化剂的酸性中心,使催化剂活性下降,还能与分子筛催化剂上的硅铝等结合生成易熔物,造成活性中心的永久损失。钠和钒对催化剂的破坏具有协同性,二者在催化剂表面易形成低熔点氧化共熔物,这些共熔物具有接受钠离子的能力,生成氧化钠。生成物不仅覆盖了催化剂表面,减少活性中心,而且“松动”了催化剂载体结构,降低了催化剂的热稳定性。
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