
【建】 catalyst volume; catalyst wax
activator; catalyzer
【计】 catalyst
【化】 catalyst; catalyzator; catalyzer
【医】 accelerant; catalyst; catalytic agent; catalyzator; catalyzer
contact substance
bulk; cubage; solidity; volume
【化】 volume
【医】 volume
【经】 cubic measure; volume
在催化化学领域,"催化剂体积"指催化剂颗粒在三维空间中所占据的物理空间量度,其英译为"catalyst volume"。该术语包含两个关键维度:
颗粒体积 (Particle Volume) 指单个催化剂颗粒的实际几何体积,计算公式为: $$ V_p = frac{4}{3}pi r $$ 其中r为颗粒半径,该参数直接影响传质效率和反应活性。美国材料与试验协会(ASTM)在D3663标准中规定了催化剂颗粒体积的测量方法。
装填体积 (Bed Volume) 指工业反应器中催化剂的堆积体积,包含颗粒间隙的孔隙体积。根据《催化反应工程》的表述,装填体积与反应器空速(GHSV)存在反比关系: $$ GHSV = frac{V{gas}}{V{cat}} $$ 该参数是反应器设计的关键指标。
国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC)在《催化术语手册》中强调,催化剂体积的精确测定需同时考虑骨架密度(skeletal density)和堆密度(bulk density),通过压汞法或氮吸附法可获取孔隙体积数据。美国化学会(ACS Publications)的多篇研究论文证实,纳米催化剂的体积效应会显著改变表面原子配位数,进而影响催化活性位点的暴露程度。
催化剂体积的解释需结合其物理性质和应用场景,主要涉及以下概念:
催化剂体积通常指单位质量催化剂占据的空间,计算公式为: $$ V = frac{m}{rho} $$ 其中,( V ) 为体积(立方米),( m ) 为质量(吨),( rho ) 为催化剂密度(吨/立方米)。例如,若二氧化锰催化剂密度为5.026吨/立方米,则1吨体积为 ( frac{1}{5.026} approx 0.2 , text{立方米} )()。
催化剂体积包含三部分():
催化剂体积的测量直接影响反应器设计及反应效率。例如,高孔体积的催化剂因更大的表面积(如比表面积 ( text{m}/text{g} ))可提升反应活性(、)。
催化剂体积需根据具体场景区分整体体积、孔体积或堆密度,其计算和测定方法直接影响工业应用中的性能评估。
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