铑基催化剂在合成气制
铑基催化剂在合成气制
乙醇方向进展
引言
能源是现代社会赖以生存和发展的基础，石油资源的短缺是人类必须面对的一种窘境，而乙醇作为一种优质的清洁能源，是很有应用前景的替代能。而传统意识上乙醇是由有机物经过发酵制得的，这种由生物发酵制得的乙醇浓度低，产量低，不易实现工业化生产，研究如何利用合成气制得乙醇是乙醇工业化生产的重点研究领域。铑基催化剂的应用是乙醇工业化生产的一大发现。
关键词：合成气乙醇铑催化剂
正文：
乙醇是一种很有应用潜力的传统能源替代品，它可以提供与汽油相当的化学能，但却排放更少的温室气体和其它环境污染物。同时，乙醇同样可以作为合成多种化工原料、燃油和聚合物的原料，人们还发现乙醇可以在燃料电池中作为可再生的氢源。随着全球气候的变化、化石燃料资源的日趋减少以及原油价格的持续上涨，能源问题已经处于核心地位。然而，由于石油主要集中在全球的少数地区，而且储量日益减少，所以近年来开发可替代石油的绿色能源技术的研究已经变得越来越重要了，所以找到替代能源关系到世界经济的发展。
目前，乙醇生产主要有两种方式，一是生物质发酵，即由糖类淀粉等作为原料经细菌发酵制得；二是由石油裂解得到的乙烯与水直接水合制得。这两种方法都不能很好的解决能源危机，第一种生产效率低下，而且一些生物质不能完全代谢生成乙醇，且成本和能耗非常高，在后期的提纯过程中也是困难重重。而第二种方法是利用是石油裂化后产生的乙烯为原料，也不能大规模生产，成本也比较高，原料来自化石能源，不适合用于解决能源问题。因此，寻找一条新的低能耗、高效率的合成路线才能解决此类问题。国内正在研究利用气化方式将生物质转换成合成气（一氧化碳和氢气混合物），然后催化制成乙醇的路线，铑基催化剂正是被用于合成气催化制乙醇的过程中。其化学方程式是：
合成气直接转化制乙醇是一个强放热并且容易进行的反应，由于受多种因素（如催化剂的组成、操作条件等）的影响，上述反应总伴随有副反应发生，导致产生甲烷、C2～C5 的烷烃和烯烃、甲酮、乙醛、酯类以及乙酸等多种产物。其中，在CO的氢化过程中很容易发生甲烷化反应，该反应也是一个强放热反应，同时消耗大量的H2，另外还有水煤气的置换反应都伴随着乙醇制备过程发生。其反应方程式是：
可见其都是放热反应。就工业应用前景来说,锗催化合成气制乙醇这一催化过程还存在二个问题:其一，活性还较低；其二，尚有10%以上的甲烷、烃。因此应着眼于提高活性和选择性，进行相应的基础研究，如活性反应中间体和催化反应机理、活性中心本质及助剂锗的协合作用机理等，选择合适的催化剂助剂也是必不可少的，助剂铁与助剂锂被用作铑催化剂的助剂，可以使生成乙醇的反应成为主要反应，增加了乙醇生成量。助剂Fe具有显著提高乙醇生成选择性及铑催化活性的双重作用；助剂Li具有显著提高乙醇选择性的作用,对铑催化活性影响不大。
普遍认为合成气制乙醇铑基催化剂的反应机理大体可分为以下几步，简化机理如图
所示。
首先，H2、CO被催化剂吸附（第1、2步）；接下来，吸附在催化剂上的CO自身分解（第4 步），然后被氢化，并在催化剂表面形成一种碳氢化合物(CHx)ad（x =2或3；第5步）；这时，未分解的CO插入到Rh—C键（CHx物种中的C）中，同时被氢化后得到烯醇中间体（第7步）；第7步得到的烯醇中间体会与Had 原子反应生成乙醇（第9步）。其中CO 在Rh基催化剂上的吸附是合成气制乙醇反应的决速步骤。此步反应在很大程度上受助剂、Rh簇的大小和形状、载体的预处理及反应条件的影响，这些因素决定了吸附的CO 是否分解。合成乙醇要求CO的分解率要适度，所以Rh基催化剂的组成、制备条件等对其活性和选择性的影响非常大。根据该机理可知，“缝合”Rh 金属和一个助剂离子使Rh和助剂离子之间具有一定的相互作用，这是选择性生成乙醇的一个关键步骤。
合成气制乙醇催化剂中常用的载体有Al 2 O3 、SiO2、ZrO 2、TiO2 等。载体在很大程度上影响着催化剂的活性和产物的选择性。这些载体可能起直接作用，即在催化反应中载体直接与金属相互作用，从而增加了CO的化学吸附，尺寸较小的铑簇与ZrO 2 载体的表面羟基有强烈的相互作用；载体也可能起间接作用，即载体直接影响Rh或助剂的分散度，从而影响CO 的吸附性质，最终影响催化反应
Rh可以使CO氢化形成甲醇、乙醇或其它含氧化合物，具体产物取决于载体、助剂和反应条件。CO在催化剂表面的吸附状态与Rh簇的大小和形态有密切关系。在吸附过程中有两个特点：一是，CO 的分解活性随着负载到Al 2 O3 载体上的Rh粒子的增大而增加；二是Rh/V2 O5 催化剂在低温范围（低于230 ℃）内随着Rh颗粒尺寸的增加，具有CO 插入活性的位点也随之增加。
助剂对合成气催化转化制乙醇这一反应的活性、产物分布等都有重要的影响。许多高性能的多组分铑基催化剂中都含有Mn、Fe、Li 这3 种助助剂影响负载金属的电子性质；助
剂修饰金属颗粒的大小和形貌；助剂稳定Rh活性中心的存在；助剂加速CO的解离和插入；助剂参与反应中间体的形成或强烈地修饰中间体的形成等。不添加助剂的Rh催化剂得到的主要产物是碳氢化合物，通过添加助剂可以有效提高乙醇的产率。目前主要研究的助剂包括：过渡金属氧化物，稀土氧化物（及其化合物），碱金属和贵金属等。
合成气在Rh基催化剂上催化转化为乙醇是碳一化学的重要课题之一，催化剂是该研究中的关键因素。Rh基催化剂可以使合成气高选择地直接转化为乙醇，但是金属Rh非常昂贵，CO转化率不高。，Rh催化剂上甲醇的形成比较困难，而甲烷的形成比较容易，这似乎是不可避免地。可以通过使用适当的载体、助剂和选择相应的最佳反应条件来获得具有高转化率、高选择性以及寿命较长的催化剂。
参考文献
1、李东，袁振宏，王忠铭，等. 生物质合成气发酵生产乙醇技术的研究进展[J]. 可再生能源，2006
2、潘慧，白凤华，苏海全合成气制乙醇铑基催化剂研究进展内蒙古大学化学化工学院
3、汪海有刘金波蔡启瑞合成气制乙醇催化反应机理述评厦门大学固体表面物理化学国家重点实验室
工业催化论文铑基催化剂在合成气制乙醇方向进展
姓名：李文军
学号：0901110708
学院：化学与环境工程学院
班级：工艺09-2
铑基催化剂在合成气制
铑基催化剂在合成气制 乙醇方向进展 引言 能源是现代社会赖以生存和发展的基础，石油资源的短缺是人类必须面对的一种窘境，而乙醇作为一种优质的清洁能源，是很有应用前景的替代能。而传统意识上乙醇是由有机物经过发酵制得的，这种由生物发酵制得的乙醇浓度低，产量低，不易实现工业化生产，研究如何利用合成气制得乙醇是乙醇工业化生产的重点研究领域。铑基催化剂的应用是乙醇工业化生产的一大发现。 关键词：合成气乙醇铑催化剂 正文： 乙醇是一种很有应用潜力的传统能源替代品，它可以提供与汽油相当的化学能，但却排放更少的温室气体和其它环境污染物。同时，乙醇同样可以作为合成多种化工原料、燃油和聚合物的原料，人们还发现乙醇可以在燃料电池中作为可再生的氢源。随着全球气候的变化、化石燃料资源的日趋减少以及原油价格的持续上涨，能源问题已经处于核心地位。然而，由于石油主要集中在全球的少数地区，而且储量日益减少，所以近年来开发可替代石油的绿色能源技术的研究已经变得越来越重要了，所以找到替代能源关系到世界经济的发展。 目前，乙醇生产主要有两种方式，一是生物质发酵，即由糖类淀粉等作为原料经细菌发酵制得；二是由石油裂解得到的乙烯与水直接水合制得。这两种方法都不能很好的解决能源危机，第一种生产效率低下，而且一些生物质不能完全代谢生成乙醇，且成本和能耗非常高，在后期的提纯过程中也是困难重重。而第二种方法是利用是石油裂化后产生的乙烯为原料，也不能大规模生产，成本也比较高，原料来自化石能源，不适合用于解决能源问题。因此，寻找一条新的低能耗、高效率的合成路线才能解决此类问题。国内正在研究利用气化方式将生物质转换成合成气（一氧化碳和氢气混合物），然后催化制成乙醇的路线，铑基催化剂正是被用于合成气催化制乙醇的过程中。其化学方程式是： 合成气直接转化制乙醇是一个强放热并且容易进行的反应，由于受多种因素（如催化剂的组成、操作条件等）的影响，上述反应总伴随有副反应发生，导致产生甲烷、C2～C5 的烷烃和烯烃、甲酮、乙醛、酯类以及乙酸等多种产物。其中，在CO的氢化过程中很容易发生甲烷化反应，该反应也是一个强放热反应，同时消耗大量的H2，另外还有水煤气的置换反应都伴随着乙醇制备过程发生。其反应方程式是：
高分子金属配合物催化剂的合成(合成化学报告)解析
高分子金属配合物催化剂的合成 摘要：催化剂可以分为均相催化剂和多相催化剂。均相催化剂如金属配合物、有机金属配合物在最近几十年内受到催化科学界的广泛关注。新的均相催化体系的应用使得一些新的生产工艺应运而生。这些工艺操作条件温和，选择性高。然而，在大规模生产中均相催化剂存在着难回收、不稳定、有腐蚀性的缺点。大多数的多相催化剂在高温、高压下才能较好地发挥催化作用，并且其选择性、活性较弱。因此，人们开始设想通过高分子负载的方法转化均相催化剂使之兼具二者的优点。本文主要介绍高分子金属催化剂的合成、高分子效应及其应用。 关键词：催化剂；配合物；高分子；合成；高分子效应 1、简介 近几十年来，均相催化剂由于其较高的催化活性受到了科学界和工业界的广泛重视与应用，但均相反应的催化剂一般来说存在价格昂贵、易流失、较难回收操作等缺点；另一方面，均相催化剂往往要使用重金属离子，这样既会对产物和反应后处理过程造成污染，又使得反应的催化剂难于回收，导致均相催化剂在有机合成和工业上的应用受到了很大的限制。多相催化剂虽然回收简单，但是，机理研究比价复杂，选择性和活性较低。因此寻找能够重复使用且回收操作简单的催化剂成为有机催化反应领域的研究热点之一。1963年，Merrifield和Letstinger等人[1, 2]首次将聚苯乙烯引入到多肽和低聚糖的合成中，开创了高分子化合物在有机合成中应用的先例。近年来，高分子负载型催化剂得到了迅猛发展。高分子催化剂集合了多相催化剂、均相催化剂的优点[3]。其具有较高的催化活性、立体选择性、较好的稳定性和重复使用性能，并且后处理简单，在反应完成后可方便地借助固-液分离方法将高分子催化剂与反应体系中其他组分分离、再生和重复使用，可降低成本和减少环境污染[4]。杨小暾与江英彦[3]指出，若将多相催化剂、均相催化剂视为第一代、第二代催化剂，那么高分子金属络合物催化剂就是第三代催化剂。 研究表明高分子不仅是负载金属催化剂的惰性载体，而且还可以对催化剂的活性中心进行修饰，并使催化剂的结构发生变化，形成通常在小分子配合物中很难看到的特殊结构，从而影响催化剂的催化反应过程，即同种金属使用不同的载体所得到的化剂其催化活性可能相差很大。此为高分子的基体效应。本文主要介绍高分子金属催化剂的合成、
合成气制异丁醇的催化剂开题报告
合成气制异丁醇的催化剂研究 摘要 由合成气制低碳混合醇是煤炭资源洁净利用的重要途径之一。低碳混合醇不仅是优质的动力燃料，而且可以作为清洁汽油添加剂取代MTBE。由煤制合成气的工艺已经成熟，开展低碳混合醇的研究对合理利用煤炭资源，开发洁净能源以及减少环境污染都有十分重要的意义。本文从近年来研究方向进行总结，将合成气制混合醇催化剂分为四类，分别为改性甲醇催化剂、改性费托(FT)催化剂、钼基催化剂和锆基催化剂这几类。其改性金属包括碱金属，过渡金属，稀土金属以及贵金属。并根据最新的进展情况提出本课题合成气制异丁醇的研究方案，从工业甲醇合成催化剂出发，对其进行改性。同时提出催化剂表征方法，以更加深入的对催化剂进行研究。 关键字：合成气催化剂异丁醇
Abstract The synthesis of higher alcohols from CO hydrogenation is one of the important routes for effectively utilizing coal resource．The higher alcohols are excellent fuels，and they can also be used as clean gasoline additives to replace MTBE．Since it is mature to produce syngas from coal，it is significant to study the synthesis of higher alcohols for developing clean fuels and reducing environment pollutions．In this paper ,we summarizes the kinds of catalyst researched recent in the synthesis of mixed alcohol from the syngas.and it can be divided into four categories, namely, modified methanol catalysts, modified Fischer-Tropsch (FT) catalyst, molybdenum-based catalysts, and zirconium-based catalysts . To synthesis the isobutanol from syngas,we propose a feasible program ,that is starting from the modified industrial methanol synthesis catalyst according to the latest progress made in this project. Catalyst characterization methods also proposed to conduct more in-depth study on the study. Keyword: syngas Catalyst isobutanol
催化剂制备方法大全
催化剂制备方法简介 1、催化剂制备常规方法 （1）浸渍法 a过量浸渍法 b等量浸渍法（多次浸渍以防止竞争吸附） （2）沉淀法（制氧化物或复合氧化物）（注意加料顺序：正加法或倒加法，沉淀剂加到盐溶液为正，反之为倒加） a单组分沉淀法 b多组分共沉淀法 c均匀沉淀法（沉淀剂：尿素） d超均匀沉淀法 （NH4HCO3和NH4OH组成的缓冲溶液pH=9） e浸渍沉淀法 浸渍沉淀法是在浸渍法的基础上辅以均匀沉淀法发展起来的，即在浸渍液中预先配入沉淀剂母体，待浸渍单元操作完成后，加热升温使待沉淀组分沉积在载体表面上。此法，可以用来制备比浸渍法分布更加均匀的金属或金属氧化物负载型催化剂。 f导晶沉淀法 本法是借晶化导向剂（晶种）引导非晶型沉淀转化为晶型沉淀的快速有效方法。举例：以廉价易得的水玻璃为原料的高硅酸钠型分子筛，包括丝
光沸石、Y型、X型分子筛。 （3）共混合法 混合法是将一定比例的各组分配成浆料后成型干燥，再经活化处理即可。如合成气制甲醇用的催化剂就是将氧化锌和氧化铬放在一起混合均匀（适当加入铬酐的水溶液和少许石墨）然后送入压片机制成圆柱形，在100 o C烘2h即可。 （4）热分解法 硝酸盐、碳酸盐、甲酸盐、草酸盐或乙酸盐。 （5）沥滤法 制备骨架金属催化剂的方法，Raney 镍、铜、钴、铁等。 （6）热熔融法 合成氨催化剂Fe-K2O-Al2O3；用磁铁矿Fe3O4、KNO3和Al2O3高温熔融而得。 （7）电解法 用于甲醇氧化脱氢制甲醛的银催化剂，通常用电解法制备。该法以纯银为阳极和阴极，硝酸银为电解液，在一定电流密度下电解，银粒在阴极析出，经洗涤、干燥和活化后即可使用。
贵金属催化剂及新材料大显身手
贵金属催化剂及新材料大显身手 铂族金属具有优良的催化活性，较高的选择性、较长的使用寿命和可回收再生等优点，其研究和开发对工业和社会发展意义重大，今后许多领域必将是铂催化剂大显身手的时代。 化学及石油化工用催化剂。80%以上的化学反应与催化有关，铂族金属催化剂在其中占有重要地位。如硝酸工业氨氧化用铂铑，或有铂钯铑催化网，70年来一直是硝酸工业核心。几乎年有的精细化工与贵金属催化剂有关使用载体催化剂，并向均相多功能催化剂方向发展。提高汽车油辛烷值的石油重整，一直离不开铂及铂及铂等基催化剂，另外，裂化、另氢等催化剂也多以铂或钯为基。 一碳化学用催化剂、一碳化学指以煤及燃气，即甲烷、一氧化碳、甲醇等分子内含一个碳原子的物质为原料，制备各种化学制品和新兴工业领域。这方面最前途的是铂族金属配合物或金属化物催化剂。 废气净化用催化剂，主要是汽车废气的处理，目前的发展趋势是：薄壁蜂窝和三元催化系统；采用氧传感器、电子计算机空燃比反馈控制系统，可以同时消除废气中的一氧化碳、碳氢化合物和氮氧化物；同时求降代催化剂中铂族金属含量。 某些粒小于1m的贵金属，其导电性、光学活性。、低温磁化率、比热、核磁张弛等方面出现能级断续性的异常现象，而且表面活性增大，着火点下降。可应用于催化剂、传感器、低温烧结、导电浆料、太阳能吸引膜、稀释冷冻绝热材料等方面。
将镀金的金属纤维和金属粉末混入高分子材料，如橡胶，制成各向导电性橡胶可用于发光二极管、液晶元件、混合集成电中中。用铂族金属有化合物使聚乙炔、石墨层间化合物导电化也可制面导电率与银铜相匹敌的导电性高分子材料。 目前研究的贵金属非晶态合金有铂、金、钯、铑、铱有合金系。主要用途是催化剂、磁电机材料、电极材料、储氢材料、高强度材料、焊料等。 在钛中加入0.2%的钯，大大地提高了钛的抗腐蚀能力。在不锈钢中加入0.1 ~ 3%的铂，使不锈钢的腐蚀量减少到原来的1/10。最近提出的耐蚀合金还有：Ti - Ru - W(mO或Ni)系合金。 不锈钢表面有0.003 m的钝化膜，因此导电性变差，不能钎焊，限制了在电子工业中的应用。但是只要在不锈钢表面镀0.1~0.5 m厚的金，就有了导电性和钎焊性，从而开辟了在电子工业中的应用。贵金属应用极广，在高新技术的发展中处于重要地位。随着科学技术的发展，其应用领域和用途还会扩大，起越来越重要作用。 【关于中国稀有金属网】简称中稀网，https://www.360docs.net/doc/0212562642.html,，中国稀有金属门户网站，品种涵盖锗、铟、镓、硒、碲、锑、铋、钽、铌、铼、钨、钼、锰、钴、铍等稀贵金属，提供稀有金属价格、稀有金属资讯、稀有金属行情、稀有金属商机、稀有金属会议以及行业上下游生态链资讯信息服务。
铑催化剂
合成气制乙醇铑基催化剂研究进展 姓名：朱广宇 专业: 高分子 班级： 101班 学号: 2010016041
摘要：能源是现代社会赖以生存和发展的基础，乙醇作为一种优质的清洁能源，是很有应用前景的替代能源，它可由合成气催化转化制得。研发一种可以选择性生成乙醇并具有工业化应用前景的催化剂是该领域的研究热点。铑（Rh）基催化剂在合成乙醇、乙醛、乙酸的过程中因具有较好的乙醇选择性而备受关注。本文重点介绍了合成气催化转化制乙醇铑基催化剂的反应机理以及催化剂的活性中心、载体和助剂对催化活性、选择性的影响。 关键词：合成气；乙醇；铑催化剂 随着全球气候的变化、化石燃料资源的日趋减少以及原油价格的持续上涨，能源问题已经处于核心地位。据世界能源组织估计，全球能源消费到2030 年时将从2006 年的472×1015 Btu（1 Btu = 1055J）增长到678×1015 Btu，而且这些能源多数来自化石燃料，特别是煤和石油。据统计，世界石油消费将从2006 年的每天85.0 百万桶原油增加到2030 年每天106.6 百万桶[1]。然而，由于石油主要集中在全球的少数地区，而且储量日益减少，所以近年来开发可替代石油的绿色能源技术的研究已经变得越来越重要了。乙醇是一种很有应用潜力的传统能源替代品，它可以提供与汽油相当的化学能，但却排放更少的温室气体和其它环境污染物[2]。同时，乙醇同样可以作为合成多种化工原料、燃油和聚合物的原料，人们还发现乙醇可以在燃料电池中作为可再生的氢源[3]。目前,乙醇生产主要有以下两种途径： 一，由甘蔗或玉米，即糖质作物和淀粉质作物的直接发酵制得；二，石油裂化得到乙烯，乙烯直接水合制得。由于原油价格不断上涨，使得后者通过石油裂化催化转化制乙醇这一路线不适合大规模生产，因而规模化生产乙醇是由发酵这一成熟的工业化路线完成。目前采用发酵法制乙醇仍受限于生物质的组成，很多生物质中含有大量的 5 碳戊糖，它们在发酵过程中不能通过微生物完全代谢成乙醇；然而，利用该法制备燃料级乙醇成本和能耗均很高[4]。因此，国内外正在寻求一条新的低能耗、高效率的乙醇合成路线。通过气化将生物质 转化为合成气（CO 和H2的混合物），然后催化转化制乙醇[5]是一条新的路线，这一领域目前还处于初期研究阶段。从合成气直接合成乙醇在经济上具有较强的竞争力，而铑（Rh）基催化剂在合成二碳含氧化合物乙醇、乙醛、乙酸的过程中，由于其较好的选择性而受到广泛的重视。 1 合成气制乙醇的化学过程[6] 合成气作为原料可以在不同催化剂作用下直接或通过甲醇中间体间接合成乙醇和高级醇，合成路线见图2。合成气直接转化制乙醇反应方程式见式（1）。 2CO(g) +4H2(g)→C2H5OH(g) +H2O(g) （1） ΔHθ298 =－253.6 kJ/molΔ Gθ298 =－221.1 kJ/mol
贵金属催化剂基础知识
贵金属催化剂基础知识 2016-04-17 13:02来源：内江洛伯材料科技有限公司作者：研发部 各种贵金属催化剂 贵金属催化剂已经有很长的历史了，它的工业应用可以追溯到19世纪的70年代，以铂为催化剂的接触法制造硫酸的工业。1913年，铂网催化剂用于氨氧化制硝酸；1937年Ag/Al2O3催化剂用于乙烯氧化制环氧乙烷；1949年，Pt/Al2O3催化剂用于石油重整生产高品质汽油；1959年，PdCl2-CuCl2催化剂用于乙烯氧化制乙醛；到上世纪60年代末，又出现了甲醇低压羰基合成醋酸用铑络合物催化剂。从上世纪70年代起，汽车排气净化用贵金属催化剂（以铂为主，辅以钯、铑）大量推广应用，并很快发展为用量最大的贵金属催化剂。 贵金属催化剂的英文名称是precious metal catalyst，它主要是以铂族金属（Platinum Group Metal ）为主的铂（Pt）、钯（Pd）、钌（Ru）、铑（Rh）、铱（Ir）、锇（Os）等为催化活性组分的载体类非均相催化剂和铂族金属无机化合物或有机金属配合物组成的各类均相催化剂。铂族金属由于其d电子轨道都未填满，表面易吸附反应物，且强度适中，利于形成中间“活性化合物”，具有较高的催化活性，同时还具有耐高温、抗氧化、耐腐蚀等综合优良特性，成为最重要的催化剂材料。 按催化剂的主要活性金属分类，常用的有：铂催化剂、钯催化剂和铑催化剂、钌催化剂等。贵金属催化剂由于其无可替代的催化活性和选择性，在石油、化工、医药、农药、食品、环保、能源、电子等领域中占有极其重要的地位。在石油和化学工业中的氢化还原、氧化脱氢、催化重整、氢化裂解、加氢脱硫、还原胺化、调聚、偶联、歧化、扩环、环化、羰基化、甲酰化、脱氯以及不对称合成等反应中，贵金属均是优良的催化剂。 在环保领域贵金属催化剂被广泛应用于汽车尾气净化、有机物催化燃烧、CO、NO氧化等。在新能源方面，贵金属催化剂是新型燃料电池开发中最关键的部分。 在电子、化工等领域贵金属催化剂被用于气体净化、提纯。催化技术是当今高新技术之一，也是能产生巨大经济效益和社会效益的技术。发达国家国民经济总产值的20%~30%直接来自催化剂和催化反应。化工产品生产过程中85%以上的反应都是在催化剂作用下进行的。 据分析表明，世界上70%的铑、40%的铂和50%的钯都应用于催化剂的制备。
常被用作有机合成反应的催化剂乙酰丙酮二羰基铑
常被用作有机合成反应的催化剂乙酰丙酮二羰基铑 2016-11-20 12:28来源：内江洛伯尔材料科技有限公司作者：研发部 一种乙酰丙酮二羰基铑的制备方法乙酰丙酮二羰基铑(Rh(CO)2C5H7O2)常被用作有机合成反应的催化剂。例如用于烯烃氢甲酰化反应的催化剂。由于金属铑的自然资源稀少，价格昂贵，铑化合物的制备方法历来受到重视，方法创新或原有方法的改进旨在提高老的收率或简化制备步骤，达到提高效率的目的乙酰丙酮二羰基错的制备方法最早发表于J.Chem.Soc., 3156,1964。该方法以二氯四羰基二铑和乙酰丙酮为原料，以石油醚为溶剂，加入碳酸钠为助剂，在回流温下经过长达一周的时间得到产物。以原料二氯四羰基二铑中金属铑计的收率为89%。乙酰丙酮二羰基铑的另一个制备方法发表于>K.Heopr.X U M.，1966，1709-1711.该方法以水合三氯化铑为原料以二甲基甲酰胺作为羰基化剂，于150°C左右首先得到被称作“Rh-carsol”的中间体，之后加入乙酰丙酮得到含有产物的混合溶液。将此混合溶液倒入两倍体积的蒸馏水中立即产生沉淀，过滤并将滤出物在乙醇中重结晶即得到乙酰丙酮二羰基铑，产物收率75%。该文献没有指出过程中水含量对产物收率的影响。上述两种方法所用的原料不同，方法一所用二氯四羰基二铑一般由水合三氯化铑制备，方法二则直接使用水合三氯化铑。不同方法制备二氯四羰基二铑的合成收率在50% -90%之间。除上述两种制备方法及改进方法外，还有一些其他方法，例如发表于DE1812504中以二氯四羰基二铑为原料经二丙酸基四羰基二铑为中间物的方法；发表于J.0rganomet.Chem.，43 (1972)，425 中的以 Rh (1.5-C0D) acac 为中间物的方法等。这些方法要么步骤多，要么收率低，判断为不适用的方法。 本文要解决的技术问题是:[0011] 针对乙酰丙酮二羰基铑制备的现有技术中贵金属铑的收率不高的缺点，改进合成方法、优化合成条件以期提高铑的收率，使其适合于该化合物的批量制备。具体技术方案如下：(I)向二甲基甲酰胺中加入适量水，使
报废汽车催化剂中铑的提取与富集
报废汽车催化剂中铑的提取与富集 三元催化器，是安装排气系统中最重要的机外净化装置，它可将汽车尾气排出的CO、HC和NOx等有害气体通过氧化和还原作用转变为无害的二氧化碳、水和氮气。当高温的汽车尾气通过净化装置时，三元催化器中的净化剂将增强CO、HC和NOx三种气体的活性，促使其进行一定的氧化-还原化学反应，其中CO在高温下氧化成为无色、无毒的二氧化碳气体；HC化合物在高温下氧化成水(H20)和二氧化碳；NOx还原成氮气和氧气。三种有害气体变成无害气体，使汽车尾气得以净化。 湿法回收 用硫酸或于压力下用氢氧化钠在碱性介质内进行分解，使载体溶解。溶解后贵金属留在残渣内，再用氯气和盐酸浸出，使铂族金属进入溶液。在碱法中，所含SiO2不溶解全部留下来，从而妨碍了对贵金属的进一步加工处理。用这类方法再生块状载体并不可取，因为在催化剂有效使用期间γ-Al2O3已转变为不溶的α- Al2O3。 而另一方面，各种溶解贵金属的方法及贵金属的回收率有较大的变化幅度，这些都是众所周知的，例如用盐酸和氯气、盐酸和硝酸或盐酸和过氧化氢等溶解方法。所有这些方法的主要问题之一，就在于很难将铂族金属与有色金属在稀溶液实现分离。这些方法的回收率，
尤其是铑的回收率不能令人满意。 湿法冶金再生过程的负面效应可归纳如下： ①废水数量过大； ②浸出过的载体扔弃后有待堆放； ③损失贵金属； ④铝酸盐母液硫酸铝溶液不易利用。 它们的优点是：工作温度低；在贱金属含量低的情况下贵金属含量易于监控并且沉淀过程易于进行。 火法回收 通常火法回收汽车尾气催化剂涉及陶瓷载体的熔炼同时与贵金属在金属捕收剂内的富集。载体在不损失贵金属的情况下形成熔渣，对该过程至关重要。 氧化铝颗粒的熔点过于高（大约2000℃）是个大问题。因此，对这类材料只能加入助熔剂或采取极高的熔融温度进行造渣。一般考虑使用铜、镍、铅和铁作铂族金属的可能捕收剂。选用的依据是加工过
合成气制液体燃料
碳一化学 ----合成气制液体燃料 学院：化学与化工 专业：化工1201班 姓名：张小琴 学号：1215010105 时间：2015.10.8
合成气制液体燃料工艺描述 煤间接液化 间接液化是先把煤炭在高温下与氧气和水蒸气反应，使煤炭全部气化、转化成合成气,然后再在催化剂的作用下合成为液体燃料的工艺技术。间接液化首先将原料煤与氧气、水蒸汽反应将煤全部气化，制得的粗煤气经变换、脱硫、脱碳制成洁净的合成气（CO+H2），合成气在催化剂作用下发生合成反应生成烃类，烃类经进一步加工可以生产汽油、柴油和LPG等产品。在煤炭液化的加工过程中，煤炭中含有的硫等有害元素以及无机矿物质（燃烧后转化成灰分）均可脱除，硫还可以硫磺的形态得到回收，而液体产品品质较一般油产品更优质。 煤间接液化技术的发展 煤间接液化中的合成技术是由德国科学家Frans Fischer和Hans Tropsch 于1923首先发现的并以他们名字的第一字母即F-T命名的，简称F-T合成或费-托合成。依靠间接液化技术，不但可以从煤炭中提炼汽油、柴油、煤油等普通石油制品，而且还可以提炼出航空燃油、润滑油等高品质石油制品以及烯烃、石蜡等多种高附加值的产品。 自从Fischer和Tropsch发现在碱化的铁催化剂上可生成烃类化合物以来，费-托合成技术就伴随着世界原油价格的波动以及政治因素而盛衰不定。费-托合成率先在德国开始工业化应用，1934年鲁尔化学公司建成了第一座间接液化生产装置，产量为7万吨/年，到1944年，德国共有9个工厂共 57万吨/年的生产能力。在同一时期，日本、法国、中国也有6套装置建成。 二十世纪五十年代初，中东大油田的发现使间接液化技术的开发和应用陷入低潮，但南非是例外。南非因其推行的种族隔离政策而遭到世界各国的石油禁运，促使南非下决心从根本上解决能源供应问题。考虑到南非的煤炭质量较差，不适宜进行直接液化，经过反复论证和方案比较，最终选择了使用煤炭间接液化的方法生产石油和石油制品。SASOL I厂于1955年开工生产，主要生产燃料和化学品。20世纪70年代的能源危机促使SASOL建设两座更大的煤基费-托装置，设计目标是生产燃料。当工厂在1980和1982年建成投产的时候，原油的价格已经超过了30美元/桶。此时SASOL的三座工厂的综合产能已经大约为760万吨/年。由于 SASOL 生产规模较大，尽管经历了原油价格的波动但仍保持赢利。南非不仅打破了石油禁运，而且成为了世界上第一个将煤炭液化费-托合成技术工业化的国家。1992 和1993年，又有两座基于天然气的费-托合成工厂建成，分别是南非 Mossgass100万吨/年和壳牌在马来西亚Bintulu 的50万吨/年的工厂。 F-T合成的主要化学反应 F-T合成的主反应： 生成烷烃：nCO+(2n+1)H2 = C n H2n+2+nH2O 生成烯烃：nCO+(2n)H2 = C n H2n+nH2O 另外还有一些副反应，如： 生成甲烷：CO+3H2 = CH4+H2O 生成甲醇：CO+2H2 = CH3OH 生成乙醇：2CO+4H2 = C2H5OH+ H2O
天然气制备合成气
天然气制备合成气 天然气作为一种清洁、环境友好的能源，越来越受到广泛的重视。天然气作为一种清洁、环境友好的能源，越来越受到广泛的重视。制合成气是间接利用天然气的重要步骤，也是天然气制氢的基础，充分了解天然气制合成气 的工艺与催化剂对于我们进一步研究天然气的利用将有很大帮助。天然气中甲烷含量一般大于90%，其余为小量的乙烷、丙烷等气态烷烃，有些还含有少量氮和硫化物。其他含甲烷等气态烃的气体，如炼厂气、焦炉气、油田气和煤层气等均可用来制造合成气。 目前工业上有天然气制合成气的技术主要有蒸汽转化法和部分氧化法。本文主要对蒸汽转化法进行具体的描述，并具体介绍此工艺的发展趋势。 蒸气转化法 蒸气转化法是目前天然气制备合成气的主要途径。蒸汽转化法是在催化剂存在及高温条件下，使甲烷等烃类与水蒸气反应，生成CO H 、2等混合气，其主反应为： 2243H CO O H CH +=+，mol /206298KJ H =?Θ 该反应是强吸热的，需要外界供热。因为天然气中甲烷含量在90%以上，而甲烷在烷烃中热力学最稳定，其他烃类较易反应，因此在讨论天然气转化过程时，只需考虑甲烷与水蒸气的反应。 甲烷水蒸气转化反应和化学平衡 甲烷水蒸气转化过程的主要反应有： 2243H CO O H CH +?+，mol /206298KJ H =?Θ 222442H CO O H CH +?+，mol /165298KJ H =?Θ 222H CO O H CO +?+，mol /9.74298KJ H =?Θ 可能发生的副反应主要是析碳反应，它们是： 242H C CH +?，mol /9.74298KJ H =?Θ 22CO C CO +?，mol /5.172-298KJ H =?Θ O H C H CO 22+?+，mol /4.131-298KJ H =?Θ
合成气的生产
第五章合成气的生产 5.2由天然气制合成气 5.2.1概述 1.水蒸气转化法在高温和催化剂存在下，烷烃与水蒸气反应生产合成气的方法称为水蒸气转化法。当以天然气为原料时，又称甲烷蒸汽转化法，是目前工业生产应用最广泛的方法。 2.部分氧化法部分氧化法是指用氧气(或空气)将烷烃部分氧化制备合成气的方法。反应式表示为, 部分氧化法多用于以石脑油或重油为原料的合成气生产。 3. 自热式催化转化部分氧化法(ATR工艺) CH4的部分氧化和蒸汽转化组合在一个反应器进行。反应器上部为无催化剂的燃烧段，CH4的不完全燃烧，放出热量。 反应器下部为含催化剂的转化段，利用燃烧段反应放出的热量，进行吸热的水蒸气转化反应。 催化剂为：颗粒状镍催化剂，以含氧化锰和氧化铝的尖晶石为载体，具有很高的活性和耐高温性能，可采用较高空速进行反应。 4.甲烷-二氧化碳催化转化法（Sparg工艺） 催化剂上易结炭：改进镍基转化催化剂、开发新型抗积炭催化剂和优化反应条件等。
调节原料混合气的CO2/CH4H2O/CH4之比，转化后合成气中H2／CO在1.8—2.7之间变动 5.2.2天然气蒸汽转化的基本原理 一、主要反应 天然气中所含的多碳烃类与水蒸气发生类似反应 在—定条件下，转化过程可能发生成碳反应 二、催化剂和工艺条件： 1.催化剂 催化剂的基本条件：高活性、高强度、抗析碳。 活性组分：镍是目前天然气蒸汽转化催化剂的唯一活性组分。在制备好的催化剂中，镍以NiO形式存在，含量一般为10％一30％(质量)。 助催化剂：抑制熔结过程，使催化剂有较稳定的高活性，延长使用寿命并提
高抗硫抗析碳能力。金属氧化物，如Cr2O3、A12O3、MgO、TiO等。助催化剂用量一般为镍含量的10％(质量)以下。 载体：使镍的晶粒尽量分散，较大比表面。催化剂的载体是熔点在2000℃以上的金属氧化物，它们能耐高温，且有很强的机械强度。常用的载体有A12O3、MgO、CaO、K2O等。 2.工艺条件 甲烷蒸汽转化过程中控制的主要工艺条件是温度、压力、水碳比、空气加入量等。同时还要考虑到炉型、原料、炉管材料、催化剂等对这些参数的影响。参数的确定，不仅要考虑对本工序的影响，也要考虑对压缩、合成等工序的影响，合理的工艺条件最终应在总能耗和投资上体现出来。 (1)温度：甲烷蒸汽转化为可逆吸热反应。从化学平衡和反应速率考虑，提高温度对转化反应有利，可以降低残余甲烷含量。但温度的升高，受催化剂耐热程度和炉管材质等条件的限制。HK40材料制成的合金钢管，炉壁最高温度不超过930℃，所以炉管出口气体温度应维持在830℃以下。 (2)压力：甲烷蒸汽转化反应是摩尔数增加的反应。从化学平衡来看，增加压力对反应不利。目前工业生产都采用加压操作。 A加压下转化可以大大地节省动力：甲烷转化后气体体积增加4—5倍，从节省动力的角度看是有利的。与常压相比，操作压力采用 1.06lMPa，可节省动力约38％；当在6.0MPa下操作时，甚至可以省去原料气压缩机。 B加压操作可以提高后部工序的设备生产能力。随着压力的升高，能量消耗减少的程度也逐渐下降。
高分子综述(改版)
燕山大学 本科毕业设计（论文）文献综述 课题名称：高分子催化剂 课题性质： 学院（系）：材料学院 专业：材料物理与化学 年级：2014级 指导教师：李青山 学生姓名：徐冬阳 2014 年10 月5 日
摘要 在生物体中的酶具有令人向往的功能，它都能在温和的条件下进行各种化学反应，并具有高度的选择性。模拟酶的工作中，一是想模拟酶的结构，一是想模拟酶的功能。高分子催化剂主要想模拟酶的功能。酶具有很高的催化活性及选择性。高分子催化剂能够提高反应速度，但这还不够。我们力求缩短反应时间不如缩短分离和提纯的时间更为合算，这就必须提高催化剂的选择性。与其他非生物催化剂不同的是，酶具有高度的专一性，只催化特定的反应或产生特定的构型。由于酶高效性：酶的催化效率比无机催化剂更高；专一性：一种酶只能催化一种或一类底物；多样性：酶的种类很多；温和性：酶催化的化学反应一般是在较温和的条件下进行的；活性可调节性：包括抑制剂和激活剂调节、反馈抑制调节、共价修饰调节和变构调节等；易变性，在工业和人们的日常生活中的应用也非常广泛。有些酶的催化性与辅助因子有关。近来更注意高分子催化剂选择性的研究。 关键词：酶高分子催化剂选择性
一、前言： 纵观近百年来,工业催化剂发展历程，石油炼制，石油化工，精细化工和合成氨等广义的化学工业发展都离不开催化剂。可以预期，进入新世纪后，环境保护和人类可持续发展同样离不开催化剂。新世纪开发的催化剂和催化工艺，除用以改造传统工艺外，更重要的是开拓其在以天然气为基础的C1化工、烷烃化学、精细与专用化学品生产等领域的应用。从长远看，还包括各种廉价生物质在内的再生资源利用。展望未来，除传统催化工艺将获得新发展外，催化剂和催化工艺还将在新能源和新资源的开发利用、生物工程技术发展和环保新领域中起关键作用，而且催化剂还将为人类创造一个“舒适、安全、清洁、优美”的环境,作出新贡献。 催化剂工业发展对策与建议分析：（1）我国石油化工催化剂的发展必须继续坚持探索、研究、开发、推广并重的思路，不断推进催化剂更新换代。（2）抓住我国新催化材料和新催化剂在石油化工应用研究领域里取得的新的技术生长点和创新点，组织力量，继续努力，取得新突破和新发展。（3）做到研究单位、生产厂和用户紧密结合，科、工、贸、产、学、研,紧密结合，共同推进催化技术发展。（4）组织各种技术小组，深入企业做好售前售后服务，帮助用户增加经济效益，依靠我们的技术优势积极拓展国际市场份额。（5）强化制备工艺、设备和控制手段方面的研究，努力降低物耗、能耗，提高产品收率。（6）转变环保观念，由传统的末端控制和治理转为全过程控制，从单纯的花钱治理向节能降耗、减少污染要效益；大力研究开发环保事业需要的各类催化技术和催化剂，开拓环保催化产业；研究开发有利环境的石油化工催化剂及成套生产工艺技术，减少或避免二次污染，提高原材料、水、能源的使用效率，减少污染物产生量和排放量。 二、课题国内外现状： 催化剂是可以加速化学反应的物质。化学反应若要发生，则反应物分子之间必须有足够能量的发生碰撞以形成活性复合物或过渡态复合物，这个能量就是活化能。而催化剂能够提供一个较低的活化能，因此加速了化学反应的发生。和未添加催化剂的反应的一步实现原理相比，催化反应包含了许多种化合物与过渡态复合物[1]。 催化技术对于目前乃至未来的能源、化学反应、环境工业、石化工业都是至关重要的。原油、煤和天然气向燃料和化学原料的转化，大量石油化工和化学产品的生产，以及CO、NO、碳氢化合物排放物的控制，全都依赖于催化技术。此外，催化剂还是燃料电池电极的必要组分——无论电极使用的是固体氧化物离子还是聚合物质子电解液[2]。催化技术的发展、催化剂的改进和新催化剂的成功开发, 往往会带动已有工艺的改进和新工艺的诞生。据统计,85%以上的化学反应都与催化反应有关[3]。目前工业上采用的催化剂大多为金属、金属盐和金属氧化物等多相催化剂, 其优点是催化性能较稳定, 使用温度比较广, 容易回收重复使用, 但催化活性较低, 反应常常需要高温、高压条件, 而且副反应较多。最近几十年, 发展了以有机金属络合物为主的均相催化剂, 为化学工业带来革命性进步。这种催化剂分散度高, 活性中心均一, 结构明确, 催化剂活性和选择性都较高, 反应可以在很温和的条件下进行[4]。近年来，随着科学技术的突飞猛进，合成了许多具有独特功能的高分子材料。其中，高分子催化剂在化学工业中初露头角，显示许多优良的性能，将有可能却带无极催化剂。高分子催化剂就是高分子化的催化剂，催化剂在高分子上，高分子是载体，因此有时也称负载催化剂。 最早报道的高分子催化剂是Haag[5-7] 等在1969 年采用聚苯乙烯磺酸树脂负载的阳离子金属络合物，并证明可用于氢化醛化反应到了七十年代后期几乎所有的小分子都被负载在有机和无机高分子上, 这些高分子催化剂是用带有配位原子N,S,P,O等的高分子作为配位体与过度金属形成络合物在这方面发表了许多综述和专著。高分子催化剂是一种对化学反应具有催化作用的高分子。 是一种高活性、高选择性的天然高分子催化剂，但由于是水溶性的，故在工业应用上受
废催化剂中铑的回收工艺
废催化剂中铑的回收工艺 摘要贵金属铑是铂族元素成员之一，作为催化剂中心金属被广泛应用于多相、均相络合催化反应中。铑催化剂具有高活性、高选择性、高热稳定性和寿命长的特点而经常被使用，催化剂中铑含量较高，而贵金属铑的资源少、价格昂贵、生产困难和产量不高等因素，使得贵金属铑的回收极其重要，其经济效益也是相当可观的。 关键词催化剂回收机理 催化剂在化学工业的发展过程中，起着不可替代的重要作用。但是催化剂随着使用时间的增长，会因过热导致活性组分晶粒的长大甚至发生烧结而使催化剂活性下降，或因遭受某些毒物的毒害而部分或全部丧失活性，也会因污染物积聚在催化剂活性表面或堵塞催化剂孔道而降低活性，最终不得不更新催化剂。催化剂在制备过程中，为了确保其活性、选择性、耐毒性和一定的强度及寿命等指标性能，常常挑选一些贵金属作为其主要成分。尽管催化剂在使用过程中某些组分的形态、结构和数量会发生变化，但废催化剂中仍然会含有相当数量的有色金属或贵金属，有时它们的含量会远远高于贫矿中相应组分的含量。 全球每年产生的废工业催化剂约为50万-70万吨，其中含有大量的铂族贵金属(如Pt、Pd 和Rh等) 及其氧化物，将其作为二次资源加以回收利用，可以得到品位极高的贵金属。从废工业催化剂中回收贵金属，不仅可获得显著的经济效益，更可以提高资源的利用率，减少催化剂带来的环境问题。 一、铑催化剂失活机理 铑催化剂以铑原子为活性中心，以三苯基膦为配位体。该催化剂含有贵重金属铑所以价格昂贵，在日常生产中少部分催化剂随产品带走，大部分催化剂的活性随着生产周期逐渐降低，直到完全失去活性。使铑催化剂失活的原因有很多种，以下分别进行介绍。 1、催化剂外部中毒 铑催化剂失活的主要原因是毒剂和抑制剂的进入，另外随着操作时间的延长，反应温度的提高，铑原子之间“搭桥”生成螯合物而失活。一类降低催化剂活性的物质是抑制剂，如2-乙基己烯醛、丙基二苯基膦等，这些物质可与烯烃竞争配位，降低催化剂活性，但其只能与铑形成很弱的配位键，配位后还可以逆转。另一类使铑催化剂活性降低的物质有卤化物(如HCl)、硫化物(如H2S、COS、CH3SH)等，这些都是使铑膦配合物中毒的毒物。这些物质能与铑形成很强的配位键，占据铑配合中心，使催化剂不能再与烯烃反应，由于反应中铑的浓度很低，所以少量的这类化合物就会使催化剂完全失去活性。
天然气制备合成气
天然气制备合成气 天然气作为一种清洁、环境友好的能源，越来越受到广泛的重视。天然气作为一种清洁、环境友好的能源，越来越受到广泛的重视。制合成气是间接利用天然气的重要步骤，也是天然气制氢的基础，充分了解天然气制合成气的工艺与催化剂对于我们进一步研究天然气的利用将有很大帮助。天然气中甲烷含量一般大于90%，其余为小量的乙烷、丙烷等气态烷烃，有些还含有少量氮和硫化物。其他含甲烷等气态烃的气体，如炼厂气、焦炉气、油田气和煤层气等均可用来制造合成气。 目前工业上有天然气制合成气的技术主要有蒸汽转化法和部分氧化法。本文主要对蒸汽转化法进行具体的描述，并具体介绍此工艺的发展趋势。 蒸气转化法 蒸气转化法是目前天然气制备合成气的主要途径。蒸汽转化法是在催化剂存在及高温条件下，使甲烷等烃类与水蒸气反应，生成 H2、CO等混合气，其主反应为： CH4 + 出0 =C0+3战，人H% =206KJ/mol 该反应是强吸热的，需要外界供热。因为天然气中甲烷含量在 90%以上，而甲烷在烷烃中热力学最稳定，其他烃类较易反应，因此在讨论天然气转化过程时，只需考虑甲烷与水蒸气的反应。 甲烷水蒸气转化反应和化学平衡 甲烷水蒸气转化过程的主要反应有： CH4 +日2。= CO+3H2，A^29^206KJ/mol CH4+2H2O= CO2+4H2，AH % =165KJ/mol CO + H 2O u CO2+ H2，△H % = 74.9KJ / mol 可能发生的副反应主要是析碳反应，它们是： CH4=C+2H2，也Hd98 =74.9KJ/mol 2CO U C+CO2，心Hd98 =-172.5KJ/mol CO + H2U C + H2O，心H 色98 =-131.4KJ /mol
高分子催化剂材料认识
高分子催化剂 概念 高分子催化剂是一种对化学反应具有催化作用的高分子。生物体内的酶就 是一种高活性、高选择性的天然高分子催化剂，但由于是水溶性的，故在工业应用上受到限制，因而又发展了不溶于水的固定化酶——一种半合成的高分子催化剂。目前开发应用的合成高分子催化剂主要有离子交换树脂型催化剂和高分子金属催化剂两类。多以有机或无机高分子为骨架，在骨架上连有各种具有催化作用的功能基团。这类催化剂不仅具有很高的活性和选择性，而且比较稳定，分离、回收方便，可以重复使用，有的还具有光学活性等特殊的机能。目前已应用到各种有机反应、有机合成及某些高分子合成反应中。 分类 对化学反应具有催化作用的高分子。主要有天然高分子催化剂和合成高分子催化剂两大类。前者如酶，后者如固定化酶、模拟酶和高分子金属催化剂等。 酶 在生物体内所进行的化学反应，几乎全部是酶催化的。酶是由各种氨基酸联结组成的高分子，有的还含有金属离子（金属酶）。酶的特点是在常温常压下具有很高的活性和选择性。发酵工业早就使用酶作为催化剂。但是，酶是水溶性的，不容易回收再使用，因此在实际应用上受到很大的限制。为了克服这个缺点，到了20世纪50年代，人们开始研究把酶连接在合成高分子上的所谓固定化酶。 固定化酶利用酶的官能团(—NH2、—COOH、—SH、咪唑基、苯酚基等）与合成高分子的官能团进行反应可以制得。例如，含—C6H4NCS的聚丙烯酰胺与含—NH2的酶作用，可得如下的固定化酶（见结构式a）： 固定化酶可用于催化氧化、还原、重排、水解、异构化等反应。例如，固定化氨基酰化酶可使N-酰化-D，L-氨基酸进行选择性水解。所产生的L-氨基酸可利用溶解度的差别，与N-酰化-D-氨基酸分离,此法已工业化。固定化酶属于半合成高分子催化剂。 模拟酶 60年代,关于模拟酶的合成高分子催化剂的研究逐渐活跃起来。酶的催化作用,与其具有光学活性的特殊高级结构和高分子链上的各种官能团所引起的分子
金属催化剂的分类及用途
金属催化剂的分类及用途 金属催化剂是以金属为主要活性组分的固体催化剂。主要是贵金属及铁、钴、镍等过渡元。金属催化剂是一类重要的工业催化剂。主要包括块状金属催化剂，如电解银催化剂、融铁催化剂、铂网催化剂等；分散和负载型催化剂，如Pt-Re-∕η-Al2O3重整催化剂、Ni/ Al2O3加氢催化剂；合金催化剂，金属互化物催化剂；金属簇状物催化剂。这五类金属催化剂中，前两类是主要的，后三类在70年代后有了新的发展。 下面我对我对金属催化剂的具体分类以及各类催化剂的用途进行介绍。 一﹑按催化剂的活性组分是否负载在载体上分类：（1）﹑非负载型催化剂（2）﹑负载型金属催化剂。 1．非负载型金属催化剂 指不含载体的金属催化剂，按组成又可分单金属和合金两类。通常以骨架 金属催化剂 金属、金属丝网、金属粉末、金属颗粒、金属屑片和金属蒸发膜等形式应用。骨架金属催化剂，是将具催化活性的金属和铝或硅制成合金，再用氢氧化钠溶液将铝或硅溶解掉，形成金属骨架。工业上最常用的骨架催化剂是骨架镍,1925年由美国的M.雷尼发明,故又称雷尼镍。骨架镍催化剂广泛应用于加氢反应中。其他骨架催化剂还有骨架钴、骨架铜和骨架铁等。典型的金属丝网催化剂为铂网（见图）和铂-铑合金网,应用在氨化氧化生产硝化的工艺上。 2．负载型金属催化剂 金属组分负载在载体上的催化剂，用以提高金属组分的分散度和热稳定性，使催化剂有合适的孔结构、形状和机械强度。大多数负载型金属催化剂是将金属盐类溶液浸渍在载体上，经沉淀转化或热分解后还原制得。制备负载型金属催化剂的关键之一是控制热处理和还原条件。 二﹑按催化剂活性组分是一种或多种金属元素分类：（1）、单金属催化剂（2）、多金属催化剂
合成气的生产过程
第五章合成气的生产过程 5.1 概述 合成气是指一氧化碳和氢气的混和气，英文缩写是Syngas。其H2/ CO (摩尔比)由1/2 到3/1。合成气在化学工业中有着重要作用。 5.1.1 合成气的生产方法 (1) 以煤为原料的生产方法：有间歇和连续两种操作方式。煤制合成气中H2/ CO 比值较低，适于合成有机化合物。 (2) 以天然气为原料的生产方法：主要有转化法和部分氧化法。目前工业上多采用水蒸气转化法( steam reforming )，该法制得的合成气中H2/ CO 比值理论上是3，有利于用来制造合成氨或氢气。 (3) 以重油或渣油为原料的生产方法：主要采用部分氧化法( partial oxidation )。 5.1.2.1 工业化的主要产品 (1) 合成氨 (2) 合成甲醇 (3) 合成醋酸 (4) 烯烃的氢甲酰化产品 (5) 合成天然气、汽油和柴油 5.1.2.2 合成气应用新途径 (1) 直接合成乙烯等低碳烯烃 (2) 合成气经甲醇再转化为烃类 (3) 甲醇同系化制乙烯 (4) 合成低碳醇 (5) 合成乙二醇 (6) 合成气与烯烃衍生物羰基化产物
5.2由煤制合成气 以煤或焦炭为原料，以氧气（空气、富氧或纯氧） 、水蒸气等为气化剂，在高温条件下 通过化学反应把煤或焦炭中的可燃部分转化为气体的过程， 其有效成分包括一氧化碳、氢气 和甲烷等。 5.2.1.1煤气化的基本反应 煤气化过程的主要反应有: 原反应也是重要的气化反应。气化生成的混合气称为水煤气。总过程为强吸热的。 提高反应温度对煤气化有利 ，但不利于甲烷的生成。 当温度高于900C 时，CH 4和CO 2 的平衡浓度接近于零。低压有利于 CO 和H 2生成，反之，增大压力有利于 CH 4生成。 5.2.1.2煤气化的反应条件 （1） 温度 一般操作温度在1100 C 以上。 （2） 压力 一般为2.5?3.2MPa 。 （3） 水蒸气和氧气的比例 H 2O/O 2比值要视采用的煤气化生产方法来定。 5.2.2煤气化的生产方法及主要设备 气化过程按操作方式来分， 有间歇式和连续式。目前最通用的分类方法是按反应器分类, 分为固定床（移动床）、流化床、气流床和熔融床。至今熔融床还处于中试阶段，而固定床 （移动床）、流化床和气流床是工业化或建立示范装置的方法。 5.2.2.1固定床间歇式气化制水煤气法 该法的操作育式为燃烧2制气分阶段进行，在实厢生产中，为了防止空气在高温下接 触水煤气而发生爆炸，同时保证煤吒质量?一个工作睛环由以下六个阶段粗成’ P 吹区 亠 恚寬吹净 亠一】忠上唏瓯 亠T 吹制耳 亠 二次上吹帛帆 亠 空耳吹浄d （空气自下而上M 蒸汽目下而上） （黄汽自上而下）〔轰汽自下而上H 自下而上川 屮f I 5.2.2.2固定床连续式气化制水煤气法 此法由德国鲁奇公司开发。目前鲁奇炉已发展到 MarkV 型，炉径5m ，每台炉煤气（标 准状态）的生产能力达 100000m3/h 。鲁奇法制的水煤气中甲烷和二氧化碳含量较高，而一 氧化碳含量 较低，在 C1 化工中的应用受到一定限制，适合于做城市煤气 。 C +丄0之QCO 2丄 o+q =co 3 C + H.OttCO+H. C + 2H a O?CC 2+2H a c+cq SCO c+込 ? CH 4 上眼-12%J7翻加 入弧-40弘7 F 用刃 第 90 3V/^/ 劈 Y72&J 皿J 此反应为强吸热过程。碳与二氧化碳的还