催化剂的机械强度是固体催化剂的一项重要的性能指标。一种成功的工业催化剂,除具有足够的活性、选择性和耐热性外,还必须具有足够的机械强度,以便抵抗在使用过程中的各种应力。催化剂机械强度对于工业装置的正常运转具有十分重要的地位。而催化剂的成型不仅是催化剂制备过程的重要步骤,也是影响催化剂机械强度的主要因素。因此,对一种工业催化剂而言,选择适当的成型方法与工艺条件,并进行机械强度的标准化测定,这是使其具备足够的机械强度,满足工业正常运行的保证。 本论文从钌基氨合成催化剂载体活性炭的成型以及机械强度研究入手,运用磨损强度和堆积压碎强度两种测定方法,对钌基催化剂的机械强度进行了较详细的考察,为实现钌催化剂的工业化提供借鉴。研究中得到以下主要结果: (1) 粉末活性炭不能直接成型。以粒度为100-200目椰壳活性炭粉末为原料,在添加粘结剂(15%羧甲基纤维素)以及40MPa压力的条件下,可以得到一定形状和强度的成型活性炭。但由该活性炭为载体制备的催化剂活性下降。 (2) 讨论了成型压力、成型时间、酸处理、粘结剂以及水粉比等成型条件对成型活性炭强度的影响。无论选择什么添加剂,活性炭的强度都随着成型压力的增大而增大。活性炭的强度随着成型时间的增加有一定的增大。添加粘结剂后,活性炭的强度都有所增加,在选择的几种粘结剂中,羧甲基纤维素的使用效果最好。水分含量对活性炭成型也有影响,水粉比约为0.6时比较适宜。活性炭经硝酸处理,强度降低。 (3) 测定了原粒度活性炭的堆积压碎强度和磨耗强度。不同种类的商业活性炭堆积压碎强度和磨耗强度显著不同。其中,产地为海南和上海的活性炭的堆积压碎强度和磨耗强度较高。 (4) 研究了钌催化剂机械强度与载体活性炭的关系,探讨了催化剂制备过程中,载体活性炭的预处理对钌催化剂机械强度的影响。活性炭预处理包括硝酸处理、氢气处理、高温石墨化处理等。其中,硝酸处理使活性炭的堆积压碎