PSA制氮机制得的氮气,最高可以达到99.999%左右,要获得更高纯度的氮气,必须使用加氢或者脱氧剂继续深度处理,下面谈一谈催化剂在加氢除氧时的反应机理。
氢和氧直接反应时,需要较大的能量来破坏氧的键,所以不能迅速反应。有催化剂存在时,由于催化剂表面的活性中心,对氧具有较大的亲和力.很容易被吸附,并形成中间化合物。此时,氧键断裂所需的能量较单相反应时大为减少。因此,氢和氧的反应显著加速。在催化剂存在的条件下,氢和氧化合的反应过程有以下四个阶段:
1. 反应物H2和O2自气体中向催化剂表面扩散;
2. 氧在催化剂表面被吸附;
3. 氢与催化剂表面吸附状态的氧相结合,生成吸附状态的H和OH,并在催化剂表面进一步结合成水;
4. 水分子从催化剂表面解吸,并向气体中扩散。氢和氧催化反应的机理和速度方程,随着催化剂的种类、反应物的组成和反应温度等条件而不同,无法得到普遍适用的速度方程。
用于氢和氧反应的金属催化剂有钯、铂、银、镍和铜等。贵金属催化剂的活性较高,可以用于常温催化,普通金属催化剂的活性较差,需要加温催化。
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