更新时间：2022-08-29 11:53
负催化剂也叫做缓化剂或抑制剂并不是所有的催化剂都加快化学反应速率。其中使化学反应减慢的催化剂，叫做负催化剂。负催化剂的原理是升高反应所需的活化能。催化剂不能改变热力学平衡，只能影响反应过程达到平衡的速度。
负催化剂也叫做缓化剂或抑制剂并不是所有的催化剂都加快化学反应速率。其中使化学反应减慢的催化剂，叫做负催化剂。例如：食用油脂里加入0.02%～0.04%没食子酸正丙酯，就可以有效地防止酸败，在这里，没食子酸正丙酯是一种负催化剂。 负催化剂常用来减缓人们不愿意的自发化学反应，还用来减弱过于剧烈的反应。
还有在研究化学反应的机理时，有时反应进行得很快，为了便于研究，我们可以加入某种催化剂来降低反应速度。这样就可以比较轻松地进行研究了。负催化剂的作用通常是能毒化反应系统中原有的催化剂或截断反应链。根据国际纯粹与应用化学联合会（IUPAC）于1981年提出的定义，“负催化剂”一说应当是不成立的。
煤中加入负催化剂对焦炭热强度作用研究
焦炭热强度主要受焦炭与CO2 反应性和焦炭冷强度控制，而焦炭反应性又受焦炭气孔结构、气孔壁碳基质结构和焦炭中矿物质含量等影响。研究证明，焦炭中某些矿物质对焦炭-CO2 反应具有负催化作用，它能使焦炭的表面反应活性中心减少，气体扩散到微气孔和过渡孔中的阻力增大而对反应有明显抑制作用，从而可以降低焦炭反应性和提高反应后强度。对这一研究结果进一步研究，探索通过人为外加负催化剂到煤中炼焦，使负催化剂以合适的化学形态负载到焦炭中，达到降低焦炭反应性，提高焦炭反应后强度的目的，或者在保证焦炭热强度的前提下多配弱黏结性煤的目的。
在大量探讨性实验研究基础上，本研究决定采用一种无机物作为负催化剂，其中包括无机酸(A)、氧化物(B)和单质(C)三种化学形态。 分别以一定方式加入煤中炼焦，研究所得各种焦炭性能变化和对煤质影响。
作用
无机酸(A)对焦炭热性质的作用
无机酸 A)加入煤中后对配合煤煤质的作用可见，配合煤的St， d变化不大， Ad ， Vd 略有变化，而黏结性则大幅度大降，其中当无机酸(A)加入量达到0.5% ( w t )时，几乎使MF和TD下降约60% ， G值约下降8% ， Y 值下降约20% 。 之所以出现这种情况，是因为无机酸(A)中含有大量的O原子，结焦理论研究表明， O的存在使煤热解过程中热解产物的缩聚速度大大增加，胶质体液相来不及形成即聚合固化成半焦，从而使煤的黏结性被破坏。
通过无机酸(A)对所得焦炭性质作用结果可以看出无机酸(A)使焦炭Ad ， St， d变化均不明显，而冷、热强度总体均下降。 这首先是由于无机酸(A)使配合煤黏结性破坏所致，而此时无机酸(A)的负催化作用导致的CRI和CSR变化已完全被掩盖。
氧化物(B)对焦炭热性质的作用
通过氧化物(B)作用的配煤方案和对焦炭及煤质的作用可见，加入0.5% (w t)的氧化物(B)使配合煤的Ad ， Vd 变化不大，但使配合煤黏结性也较大幅度下降，从而使焦炭冷强度明显下降， DI从81.8%降为75.2% ， 但值得注意的是， 此时焦炭CRI 从25.6%降为23. 6% ， CSR则从60.6% 下降为59% 。
如果按照氧化物(B)对煤质的破坏和对焦炭冷强度的作用， CRI应较大幅度上升， CS R较大幅度下降，但实际结果是未按其规律变化。这就是由于氧化物(B)对焦炭反应表现出较强的负催化作用结果。 当然，氧化物(B)毕竟使煤的黏结性破坏导致焦炭强度下降也掩盖了部分负催化效果。
单质(C)对单种煤焦炭热性质的作用
单质(C)使三种不同性质的单种煤的黏结性均略有下降，但不像A， B使煤质破坏明显。 单质(C)添加后对三种焦炭的DI15150几乎没有影响。 兴隆庄气煤的单质(C)添加量为0.1% ，CRI 降低2. 1% ， CSR提高6.3% ，单质(C)添加量为0.5% ， CRI降低17.8% ， CSR提高8.5% 。 添加0.5%的单质(C)使古交主焦煤CRI 降低9.2% ，CSR 提高14.1% ， 使唐山1 /3 焦煤CRI 降低16. 7% ， CSR提高18.3% 。 可见添加单质(C)对不同单种煤的热性能改善效果均很明显，其中反应性高的气煤或1 /3焦煤， CRI的改善幅度尤为明显，但反应后强度太差的气煤，其CSR的提高幅度反而不如1 /3焦煤及主焦煤，这是因为焦炭本身冷强度太差的原因。 添加单质(C)对单种煤焦炭热性质的作用结果证明单质(C)对焦炭-CO2反应的较强负催化作用。
单质(C)对配合煤焦炭热性质的作用
煤中添加单质(C)后对焦炭的冷强度没有影响; CRI 从25.5% 降为12.3% ， CSR从60.2%提高到78.3% ， 平均单质(C)每配入0.1% ， CRI降低1. 2， CSR提高1.62。对方案Ⅱ ，未加入单质(C)的焦炭分别是DI1515080.2% ， CRI 32.8% 和CSR 50. 7% ， 当配入单质(C)从0. 1% 增加到1. 0% 时， DI15150变化不大; CRI从28.9% 降为15.2% ， CSR从56. 7%增为74. 5% ，每配入单质(C) 0.1% ，平均CSR提高4.1% ， CRI降低2.8% 。
比较单质(C)对两个方案的焦炭热性质作用结果可见，相对而言， 焦炭热性质越差，则单质(C)的负催化作用越强，使焦炭热性质改善越大。这同单质(C)对单种煤的作用结果是一致的。 因此，在保证焦炭热性质的前提下，可以使配合煤的弱黏煤配比增加，从而达到降低配煤成本的根本目的。
单质(C)对配合煤焦炭灰分的作用
根据单质(C)对配合煤焦炭性质影响结果，单质(C)的加入使焦炭的灰分大大增加。随着单质(C)添加量由0.1%增加到1.0% ，配合煤的灰分由7.73%提高到10. 48% ， 焦炭灰分由10.72% 提高到15.16% ， 单质(C) 添加量增加0.1% ，配合煤灰分平均提高0. 33% ，焦炭灰分平均提高0.4% ; 对方案Ⅱ ，随着单质(C)添加量由0.1增加到1.0% ， 配合煤的灰分由8.48%提高到11.67% ，焦炭灰分由11. 52% 提高到15.60% ，单质(C )添加量增加0.1% ， 配合煤灰分平均提高0. 3% ，焦炭成分平均提高0.23% 。为了弄清单质(C)对配合煤及其焦炭灰分的作用机理，测定了添加单(C)后焦炭在溶损反应前后的X PS， 运用X PS分峰处理技术并对照标准物质XPS谱图，得到加入单质(C)后焦炭与CO2 反应前后的矿物质化学形态。
可见单质(C)在焦炭中无论反应前后都是以氧化物的形态存在。而添加的是单质(C) ，说明在煤热解过程中，氧化物(B)俘获了热解产生的氧原子，即x C+ yO = Bx Oy，即x mo l的单质(C)俘获煤热解产生的y mo l氧，形成Bx Oy 。 1 mo l C的重量是10.8 g ，而1 mol Bx Oy 的重量是69.6 g。 相当于每加入1 g 单质(C)将产生3.22 g 的Bx Oy 。而Bx Oy 基本上完全转化到焦炭中，从而使焦炭灰分明显增加。 如对100 g 方案Ⅰ 配煤，灰分7.73 g，加入0.5 g 单质(C) ，理论计算灰分增加到9.34 g ，实际测定的配煤灰分为9.31; 对100 g方案Ⅱ 配煤，灰分8.48 g ，加入0. 5 g 单质(C) ，理论计算灰分增加到10.09 g ，实际测定的配煤灰分为10. 27。相应地，焦炭灰分亦按比例增加。 而加入无机酸(A)和氧化物( B)时配煤灰分变化不明显的主要原因是在热解过程中未俘获氧。
以上结果证明了添加单质(C)到配煤中， 起负催化作用的是Bx Oy 。 Bx Oy 的熔点723 K， 气化温度2 170 K， 因此， 在正常焦炭灰分测定时， Bx Oy 被融化但不会被气化，融化的Bx Oy 仍然存在于灰皿中，故所测定的焦炭灰分包括融化的Bx Oy 。 在高炉内，焦炭中的Bx Oy 软化后则可进入炉渣，不会对高炉冶炼产生影响。
1) 无机酸(A)和氧化物(B)到煤中炼焦，由于对煤的黏结性破坏明显，从而使焦炭冷热强度均下降，说明无机酸(A)和氧化物(B)不适合作为负催化剂加入煤中炼焦。 但当把无机酸(A)以溶液的形式吸附到焦炭表面时，确能使焦炭热性质改善，表明无机酸(A)本质上对焦炭溶损反应具有负催化作用，只是由于当其加入煤中时对煤黏结性的破坏导致的焦炭性质下降掩盖了它的负催化作用。
2) 单质(C)加入煤中炼焦，无论对单种煤或是配煤，均能明显改善焦炭热性质，且在所研究的范围内，随着加入量的增大，热性质改善增大; 对焦炭热性质越差的焦炭，单质(C)对其改善的程度越大。 说明单质(C)作为改善焦炭热性质的负催化剂是可行的。
3) X PS等手段研究表明，单质(C)在焦炭中主要以Bx Oy 的形式起负催化作用，由于单质(C)在结焦过程中俘获煤热解的氧原子而转化为Bx Oy ，从而使焦炭灰分增加。