載體是催化劑的重要組成部分。對于一些催化劑來說，活性組分確定后，載體的種類及性質不同往往會對催化劑的活性及選擇性產生很大影響。表1-5示出了肉桂醛催化加氫的例子。所用主催化劑為Pd，在甲醇、乙醇及乙酸等不同溶劑中進行肉桂醛加氫時，由于Pd負載的載體不同，所得加氫產物氫化肉桂醛產率也有很大的變化。

表1-5 不同載體對肉桂醛加氫反應的影響①

 ①反應條件：常溫常壓，主催化劑Pd含量為5％，溶劑分別為甲醇、乙醇及乙酸。HC％表示加氫產物氫化肉桂醛的百分含量。

       載體用于催化劑的制備上，最初的目的是為節約主催化劑（如Pd、Pt）的用量，即把昂貴的金屬材料分散負載在體積松大的物體上，以代替整塊材料使用；另一目的是使用強度高的載體可使催化劑能經受機械沖擊，使用時不致因逐漸粉碎而增加對反應器中流體的阻力。所以，開始選擇載體時，往往從物理、機械性質、來源容易等方面加以考慮。而隨著催化劑研究的進展，以及對催化劑性能要求的提高，發現所用載體及其性質的不同，會對催化劑的活性及選擇性產生明顯的影響，而且也發現載體的作用是復雜的，它常會與主催化劑或助催化劑發生某種化學作用，改變主催化劑的化學組成和結構，從而使催化劑的活性、選擇性及使用穩定性發生變化。根據不同情況，載體在催化劑中可以起到以下幾方面的作用。

      （1）增加有效表面積和提供合適的孔結構

       催化劑所具有的孔結構及有效表面積是影響催化活性及選擇性的重要因素。采用適宜的載體及相應的制備方法，可使負載催化劑具有較大的有效表面積及適宜的孔結構，如金屬催化劑外形尺寸對液相反應的影響，顆粒尺寸越小，越容易促進反應。表1-6示出了硝基苯催化加氫的例子，主催化劑為Pt，載體為活性炭，當活性炭載體的顆粒尺寸由40～60目提高至150目以上時，反應速率可提高5倍以上。

表1-6 活性炭顆粒大小對硝基苯加氫催化劑活性的影響①

①反應條件：常溫、常壓，以乙酸為溶劑。

從表1-6可以看出，由于載體活性炭顆粒變細，主催化劑Pt負載量增多，催化劑活性也就增強。對于氣固反應來說，催化劑顆粒變小，有效表面積也可提高，但顆粒越小，流體阻力及能量消耗也就加大，因此顆粒直徑應選擇適宜的尺寸大小。

      （2）提高催化劑的機械強度

      無論是固定床或流化床用催化劑，都要求催化劑具有一定的機械強度，以經受反應時顆粒與顆粒、流體與顆粒、顆粒與反應器之間的摩擦和碰撞，運輸、裝填過程的沖擊，以及由于相變、壓力降、熱循環等引起的內應力及外應力所導致的磨損或破損，很多催化劑只有將主催化劑負載于合適的載體后才能使催化劑獲得足夠的機械強度。

     （3）提高催化劑的熱穩定性

      不使用載體的催化劑，活性組分顆粒緊密接觸，使用過程中易因高溫而發生燒結，導致活性下降。將活性組分負載于載體后，能促使顆粒間分散，防止顆粒聚集。同時由于增加散熱面積，有利于熱量除去，提高催化劑熱穩定性，特別是對一些強放熱的氧化反應，為了防止催化劑使用過程中因高溫而碎裂，常使用剛玉、碳化硅等具有良好導熱性及高溫強度的材料作載體。

     （4）提供反應活性中心

      活性中心是指催化劑表面上具有催化活性的最活潑區域。如合成氨用鐵催化劑中，表面原子只占全部催化劑的1／200，而活性中心部分又只占其中的10％，也就只占1／2000。發生催化反應時，一個反應物分子中的不同原子可能同時被幾個鄰近的活性中心所吸附，由于活性中心力場的作用，使分子變形而生成活化配合物，然后活化配合物分子中的鍵進行改組而形成新的化合物。如載體本身對反應具有某種活性，則制成負載型催化劑后，也可提供某種功能的活性中心。如Pt負載在硅鋁或分子篩上制得的PvAl2O3?SiO2 Pt／分子篩等就是一些多功能催化劑，它與共催化劑是有一定區別的。

    （5）和活性組分作用形成新的化合物

     有些活性組分負載在載體上后，由于兩者的作用或因形成吸附鍵，部分活性組分與載體間可形成新的化合物，并對催化活性產生影響。用共沉淀法制備Ni催化劑時，如采用SiO2作載體，制得的催化劑對-C＝C-加氫反應及-C-C-加氫分解都有很高活性；如改用Al2O3為載體，催化劑對-C＝C-加氫反應仍有很高活性，而對-C-C-加氫分解反應的活性很低。這是由于用SiO2作載體的催化劑，活性組分Ni并不與SiO2形成化合物，Ni以純金屬狀態存在，故對上述兩種反應都呈活性。而用Al2O3作載體的催化劑，部分Ni與Al2O3形成鋁酸鎳，使得負載的Ni含量減少，故對-C-C-加氫分解只稍呈活性。

   （6）提高催化劑的抗中毒性能

   重油加氫裂化過程采用雙功能催化劑，抗氮中毒的能力是催化劑的重要指標之一。早期的催化劑是將Ni負載在SiO2-Al2O3載體上，但重油中的氮化物會使催化劑中毒，故在進行加氫裂化前必須先用Mo系催化劑除去氮化物。如將0.5％Pd負載在含H離子的Y型分子篩上制成催化劑，就不會發生由于氮化物的存在而引起催化劑中毒。

   （7）減少活性組分用量，降低催化劑生產成本

   使用載體可以減少活性組分用量是顯而易見的，這對某些貴金屬（如Re、Pt、Pd等）來說，可以大大降低催化劑生產成本。

由上述可知，一種好的載體應具有適宜的比表面積及孔結構、穩定的晶相結構、較高的機械強度及熱穩定性、良好的傳熱及傳質性能，確保活性組分均勻分布及高度分散等。載體的種類很多，作為參考，表1-7是常用載體的比表面積及孔容，圖1-5示出了按比表面積大小分類的載體名稱。

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技術參數：

系統配置：