Снижение активности катализатора при каталитическом окислении оксида углерода (CO) на платиновом катализаторе может быть обусловлено несколькими факторами:

Возможные причины снижения активности:

Засорение (отравление) катализатора:

В процессе работы катализатора могут накапливаться вещества (например, серные соединения, свинец, фосфор), которые образуют непрореагирующие соединения с активными центрами катализатора, тем самым уменьшая его активность.

Физическая деградация:

Под действием высоких температур и механических нагрузок может происходить агрегация частиц платины, что приводит к уменьшению общей поверхности и, как следствие, снижению активности.

Тепловые нагрузки:

Повышенные температуры могут вызывать изменение структуры катализатора, а также его окисление и деградацию, что может привести к потерям активных мест.

Смена фаз:

На поверхности катализатора могут происходить фазовые превращения, которые также негативно влияют на каталитическую активность.

Склеивание частиц:

Если частицы катализатора слишком маленькие, то могут возникать проблемы с их поддержанием в дисперсном состоянии.Связь с кинетикой и свойствами поверхности:

Кинетика реакций: Каталитические реакции зависят от доступности активных мест на поверхности катализатора. Уменьшение числа доступных активных центров, например, из-за отравления, приводит к снижению скорости реакции.

Свойства поверхности: Активные центры катализатора должны быть доступны для реагентов. Изменение структурных и текстурных характеристик поверхности катализатора (например, агрегация частиц или изменение морфологии) может повлиять на его активность и селективность.

Подходы для восстановления или продления службы катализатора:

Регенерация катализатора:

Процесс, при котором катализатор подвергается термическому, химическому или электролитическому воздействию для удаления отравляющих веществ.

Обратное восстановление активных центров:

Использование восстановителей (например, водорода) для удаления неполадок на поверхности и восстановления активных центров.

Оптимизация температуры и потока:

Подбор оптимальных условий работы катализатора, чтобы минимизировать его деградацию.

Модификация катализатора:

Включение в состав катализатора других элементов (например, добавление сторонних металлов или оксидов) с целью улучшения стабильности и активности.

Наноструктурирование:

Разработка катализаторов с уникальной архитектурой (например, наноразмерные поры или наночастицы), что может увеличить активную поверхность и улучшить устойчивость к деградации.

В целом, понимание механизмов снижения активности катализатора позволяет разрабатывать новые подходы для его улучшения и создания более стойких и эффективных катализаторов.