技術(shù)改性對釩催化劑載體硅藻土性能指標(biāo)改性研究：

       硫酸生產(chǎn)中常用釩催化劑要以釩氧化物為活性成分、堿金屬氧化物為助催化劑、硅藻土為載體的催化劑。硅藻土內(nèi)硅藻殼體具有特殊的微孔結(jié)構(gòu)及由非晶質(zhì)二氧化硅構(gòu)成的殼壁，這些分布在殼壁上的小孔能為均勻吸附或涂布催化劑活性成分提供良好條件，加之硅藻土本身具有較好滲透性能，使流體能以較大的流速通過，因此硅藻土成為釩催化劑重要載體。
       我國硅藻土儲量很豐富，但可用作釩催化劑載體的優(yōu)質(zhì)硅藻土不多。近年來，由于政府采取保護(hù)性開采措施，允許開采的優(yōu)質(zhì)硅藻土礦越來越少，不少催化劑廠為提高釩催化劑品質(zhì)開始采用進(jìn)口硅藻土，但進(jìn)口硅藻土在國內(nèi)逐漸形成壟斷，價格昂貴，國內(nèi)催化劑廠難以承受。如何提升國產(chǎn)硅藻土質(zhì)量，使其達(dá)到或超過進(jìn)口硅藻土品質(zhì)，一直是國內(nèi)催化劑廠努力的方向。

       載體的孔徑分布與釩催化劑性能有重要關(guān)系。一般而言，質(zhì)量好的釩催化劑重要特點是孔容積大，具有合理的孔徑分布。要求孔徑處于100~1000nm小孔數(shù)量所占比例大于50%，以確保催化反應(yīng)中氣體分子有足夠的內(nèi)擴(kuò)散通道。在反應(yīng)條件下，100nm以下的孔已基本不存在，主要成為活性物質(zhì)的儲存單元，而孔徑在100nm以上的大孔不僅通暢，而且提供了活性表面。
國內(nèi)硅藻土的孔徑小于1nm微孔所占比例偏大，孔徑1~1000nm介孔和1000nm以上大孔所占比例偏小，從而導(dǎo)致釩催化劑孔容積偏小、堆密度偏高，不利于反應(yīng)氣體的擴(kuò)散。
        改變硅藻士孔徑分布、提高孔容積降低堆密度是國內(nèi)硅藻土改良的重要途徑。運(yùn)用plasma技術(shù)對硅藻土進(jìn)行改性，通過plasma的活性物質(zhì)對硅藻土進(jìn)行處理，通過物理作用和化學(xué)作用清理孔道表面及內(nèi)部雜質(zhì)，增大硅藻土的孔徑。
        plasma轟擊硅藻土可以使硅藻土產(chǎn)生局域高溫，使孔道內(nèi)有機(jī)雜質(zhì)高溫?zé)峤舛怀?，從而留出更多的有效空間，表現(xiàn)為BJH吸附孔容積增大。這也說明等離子體技術(shù)可以作為一種有效的硅藻土改性方法。硅藻土孔容積提高可使反應(yīng)氣體通過更為順暢，催化效率更高。等離子體技術(shù)改性，硅藻土中有相當(dāng)數(shù)量的微孔可能轉(zhuǎn)化為介孔，其原因可能是plasma的電子、離子、自由基及原子、亞穩(wěn)態(tài)原子等活性物質(zhì)可以對硅藻土進(jìn)行處理，既有物理作用(非彈性碰撞作用)，又有化學(xué)作用(活性物質(zhì)與硅藻土表面官能團(tuán)發(fā)生反應(yīng))，從而達(dá)到清理孔道表面及內(nèi)部有機(jī)雜質(zhì)和部分無機(jī)雜質(zhì)的效果。
       該技術(shù)可以改善硅藻土孔徑分布，將不利于反應(yīng)氣體擴(kuò)散的微孔轉(zhuǎn)化為有利于擴(kuò)散的介孔，并使其孔容積增大、比表面積提高、堆密度降低，進(jìn)而提高其所載釩催化劑的轉(zhuǎn)化效率，延長其使用壽命。改性后硅藻土制成的催化劑成品顏色由淡黃色變?yōu)辄S色，接近進(jìn)口硅藻土制成的催化劑顏色。改性后硅藻土堆密度減少約8.3%，催化劑成品堆密度降低了3.4%，氣體轉(zhuǎn)化率由改性前的39.6%提高到40.9%。經(jīng)plasma技術(shù)改性后，硅藻土的性能指標(biāo)有明顯改善，相關(guān)技術(shù)參數(shù)正在進(jìn)一步優(yōu)化和摸索中。