今日随笔20221128，有机硅对催化剂中毒的实际案例

以上成分中，1-甲氧基-2-丙二醇乙酸酯、乳酸乙酯、乙酸丁酯、丙酮、异丙醇易催化，邻苯二酚、甲酚催化相对较难，但不会引起催化剂失活。六甲基二硅氮烷是引起催化剂失活的物质。六甲基二硅氮烷又叫六甲基二硅氮烷、六甲基二硅氮烷，又称HMDS，分子式为：。六甲基二硅氮烷的沸点为125℃，易挥发。六甲基二硅氮烷在中性或弱碱性条件下易水解成硅烷。硅烷醚，别名：六甲基二硅氮烷、六甲基二硅氧烷。硅烷醚溶于有机溶剂，不溶于水，相对密度0.7638，沸点99.5℃。

甲基二硅氮烷遇水水解为硅烷醚，无论是甲基二硅氮烷还是硅烷醚进入催化剂，都会导致催化剂失效。其中毒原理是：有机硅进入催化剂孔隙中发生反应，有机硅烷中的C元素转化为CO2，H元素转化为水，Si元素转化为SiO2。由于SiO2是固体，它会滞留在催化剂的微小孔隙中，堵塞孔隙并覆盖催化剂的活性成分（贵金属），导致催化剂失活。而且这种失活是不可逆的。因此，治理VOCs时应避免有机硅中毒。

那么为什么催化燃烧后非甲烷总烃浓度会比催化前高呢？原因就是当催化剂中毒后，催化剂对VOCs的活性明显下降（失活），有机硅分解后生成的有机物不能进一步催化氧化。因为仪器无法监测到有机硅，但是一旦有有机物生成就会被检测到，导致VOCs浓度升高。

为了进一步说明甲基二硅氮烷对催化剂中毒的影响，我们做了如下实验。首先用新鲜的贵金属催化剂测试乙酸乙酯的性能，然后向催化剂中加入约800mg/m3的六甲基二硅氮烷，在260oC下反应25分钟。第一次中毒后，测试催化剂对乙酸乙酯的性能变化。重复加入六甲基二硅氮烷一次，再次测试催化剂性能。催化剂中毒后的性能变化如下：

可见六甲基二硅叠氮化物能快速使贵金属催化剂失活。我们对非贵金属催化剂也进行了实验，先用新鲜的非贵金属催化剂测试乙酸乙酯催化剂的性能，再将六甲基二硅叠氮化物催化剂与250℃/m3反应30分钟；然后进行第二次中毒，时间为15分钟。测试对异丙醇的性能变化。催化性能变化如下：

以上数据表明，六甲基二硅氮烷也能使非贵金属催化剂失活。