Pd-Cu-ClxAl2O3低温催化CO氧化的DFT研究(8)
2、固体催化剂失活原因的具体分析
（1） 因中毒引起催化剂的失活
1)化学吸附引起的中毒。化学吸附毛{最重要的中毒类型，毒物可能是催化剂制质、管路中的污物、泵的油沫，也可能是反应物中所含的有害杂质。它使催化剂失活的主要原因是由于活性点吸附毒物后使活性位置转变成钝性的表面化合物，从反应角度看，它会有害地影响催化剂的电子态。很多实验表明，在毒物浓度比较小时，催化剂的活性与毒物的浓度成线性关系，当毒物浓度较少时，催化剂活性随毒物浓度增加而很快下降，以后则缓慢下降，也即毒物初加入时的效应比后加入时所引起的效应大。
2)选择中毒。催化剂在过量催化剂毒物作用下虽然失去了对某反应的活性，但仍能很好地保持别的反应活性，这种中毒称作选择中毒。石油化工反应的一个特点是，在同样结而损失活性，反应温度越高，过程的快速的反应条件下，常常伴随有许多副反应。选择催化剂时不仅
要考虑其活性，而且要注意选择性。工业上的催化裂化催化剂，由于粗柴油中含有重金属(fe, ni, v等)而损失选择J性，这些金属，即使含量甚微，也会因它们所产生的脱氢作用而减少汽油产量，增加不需要的副产物。
(2) 因烧结引起催化剂失活
催化剂的活性主要取决于其化学组成，但催化剂的内表面及活性金属的分散情况对活性也有很大影响。一般情况下，活性往往随比表面积变化而产生变化。备时需经锻烧处理或在高温下经受长时间主固体催化剂较小的晶粒可以重结晶为较大,有些催化剂在制结。烧结是一种相当复杂的过程，会降低比表面积、使晶格不完整性减少或消失，这是因为在烧结过程中可能连续或同时发生多种类型的物质迁移。从机理上看，烧结有以下两种类型:
1)比表面积减少。这种情况发生在催化剂受高温时，微晶之间发生粘附，使相邻微晶之间搭接成架，也即由微小颗粒粘附聚结成大颗粒，从而使比表面积急剧下降，细孔直
径增大，孔容减少。
2)晶格不完整性减少。制备的催化剂通常都存在位错或缺陷等晶格不完整性，在这些晶格不完整部位附近的原子由于有较高的能量，容易形成催化剂的活性中心，而在催化剂发生烧结时能产生新的介稳表面或使不稳定表面消失，并在扩散阶段发生晶型转变，使晶格不完整性减少或消失，结晶长大、结构稳定化，造成催化剂活性部位显著减少。金属的升华热和杂质的存在也会影响烧结。升华热小的金属通常容易引起烧结，因它容易呈原子状态，发生蒸发和引起表面扩散，使得大晶粒析出，而杂质的作用则通过改变熔点高低而影响烧结。如果混入的杂质使熔点降低，就会使烧结加速，比表面积下降。反之，如果杂质起到高温间隔体作用，反而能防止烧结发生。这种改变可能由于以下两种原因所致:
1)原料及反应物混入的杂质，或者反应生成物本身与催化剂发生了反应。原料或反应物原料中所含的杂质与催化剂反应引起的催化剂失活现象称作化合物生成中毒。
2)催化剂受热或周围气氛使催化剂表面组成发生变化。这种现象的发生又可分成以下几种情况:一是催化剂在反应时活性组分部分发生升华。二是因反应气氛而使催化剂表面组成发生变化。三是因催化剂细孔被杂质或毒物堵塞。四是因载体与活性组分的固相反应。五是反应或分离操作时催化剂化合形态的变化。
(3) 因形态结构变化引起的失活
所谓形状结构变化是指催化剂在使用过程中，由于各种因素而发生的催化剂外形、粒度分布、活性组分负载状态以及机械强度等发生的变化。这些形状结构的变化可以通过一定的物化测试方法进行鉴定。形状结构的变化也是产生催化剂失活的一种原因，引起这些变化的主要原因大致有以下几点:
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