助催化剂.载体.结构.
三元催化ls型载体结构
三元催化剂通常由上百种不同的化学物质组成，其中包括活性金属、添加剂和载体材料等。
载体材料是其中一个非常重要的组成部分，用于支撑金属催化剂以及提供反应介质和反应表面。
在汽车尾气催化器中，常用的载体材料是LS 型载体，也称富氧化锆载体。
LS 型载体是由稀土氧化物、二氧化硅和二氧化锆等组成的复合氧化物。
其中稀土氧化物可以增加载体的表面活性，而二氧化硅和二氧化锆则提高了材料的机械强度和耐久性。
三元催化剂中的金属催化剂（如钯、铑等）通常被负载在LS 型载体的表面，形成高度分散和均匀的催化活性中心。
随着反应进行，尾气中的污染物与活性中心发生反应，进而转化为无害物质，如水和二氧化碳。
LS 型载体的结构通常是多孔的，具有密集的孔隙结构和高度分散的表面积。
这种结构有利于提高催化剂的反应效率和寿命，并且可以有效地减少催化剂中不必要的反应（如催化剂的自身反应）。
此外，LS 型载体还具有耐高温、抗中毒和耐腐蚀等性质，适用于多种不同的反应介质和操作条件。
总的来说，LS 型载体具有良好的物理化学性质和催化性能，并在汽车尾气和化工等领域得到了广泛应用。
催化剂载体名词解释
催化剂载体名词解释又称助剂，是指在不影响产品质量和性能的前提下，对材料的各种组成、结构或状态进行适当调整，以达到节约资源，提高产品性能的目的。
最早是美国心脏病学会推荐使用的一种新型载体。
由于天然载体存在与作用机理有限，难以满足现代医学对于药物缓释制剂的要求，导致研究者们纷纷探寻其他形式的载体。
随着研究的深入，人们逐渐认识到生物相容性好的纳米载体如聚乳酸等可望得到广泛应用，而自组装技术可能会为此提供可行的途径。
在发达国家应用于药物研究及临床，故又称医药载体。
具有代表性的药物载体主要有：高分子载体，如明胶、海藻酸钠、纤维素衍生物、壳聚糖、淀粉衍生物等；细胞膜载体，如含蛋白质的载体、脂多糖等；离子载体，如聚合物阳离子、阳离子聚丙烯酰胺等。
利用化学交联技术在助剂上进行修饰与连接，从而提高载体对药物的附着力与吸附能力。
自组装是将具有生物活性的长链分子（如壳聚糖）嵌入到一定孔径的支架材料中，再将药物微粒引入其中，经固定化、表面活性化后得到的复合体。
自组装技术是一种新的组装方法，具有不同于常规的特点。
首先，在体系中需要先合成特定长度的支架材料，支架材料的制备方法必须符合所合成的长链分子的生物活性基团的引入规律。
这类催化剂分子量比较大，一般都在200以上，这类催化剂在体系中主要起的作用是参加体系的聚合反应，并且要求较高的加聚活性，使聚合体系快速形成网络结构，但这类催化剂本身不参加聚合过程。
在加聚体系中，当引发剂的浓度较低时，这类催化剂仍然只有一部分参加到反应体系中去，还有一部分处于游离状态，称之为“非活性”。
只有当引发剂的浓度很高时，这类催化剂才会发生作用。
另一类是合成的人工修饰的或含有人工设计的助剂的自由基聚合物。
由于引发剂的限制，聚合体系往往达不到平衡态，大部分处于游离状态。
在反应体系中，聚合物除了形成平衡的交联结构外，其余部分仍然是游离状态。
这类聚合物分子的长短链有一个规律，即短链的小分子聚合物要比长链的大分子聚合物容易形成高分子聚合物。
(完整word版)催化试题
催化作用基础试题一填空题1、负载型催化剂的组成包括（主催化剂）、（助催化剂）（共催化剂）、（载体）.2、如果在n型半导体中加入施主型杂质,则Ef（增大）￠（减小)电导率（增大）。
3、沸石分子筛的组成是(水合硅铝酸盐）,分子筛的四个层次的结构分别是（初级结构单元）、（次级结构单元）、(笼）、（笼+SBU）.4、氧化物表面上的化学吸附，根据化学吸附状态可分为三种吸附类型：（弱键吸附）、(受主键吸附）、（施主键吸附）。
5、工业重整催化剂中主催化剂是（Pt）,助催化剂是（Re、Sn）,提供酸性的是（Cl)。
二选择题1、关于催化剂的说法不正确的是（D）。
A.催化剂能改变反应途径，降低反应活化能.B.催化剂不能改变反应平衡常数.C.催化剂不影响反应体系的标准自由能变化。
D。
催化剂不参与化学反应与最终产物。
2、不是评价催化剂价值的性质是（B）A。
活性 B.稳定性C。
寿命D。
选择性3、不是工业催化剂选择时综合考虑的工程性能的是（D）A。
稳定性 B.流动性C。
选择性D。
寿命4、当孔径〈1.5的扩散方式是（D）A。
体相扩散B。
克努森扩散C。
过渡区扩散 D.构型扩散5、下列关于催化剂密度数值最小的是（B）A。
视密度 B.堆密度C颗粒密度 D.真密度6、下列关于催化剂密度数值相同的是（C）A。
视密度与堆密度B。
颗粒密度与真密度C。
视密度与真密度D。
颗粒密度与堆密度7、催化剂的活性与吸附的关系是（C）A．吸附越强，活性越强B.吸附越弱,活性越弱C.吸附适中时活性最强D.吸附很弱或很强时活性最强8、在催化反应动力学的研究当中，活性多用（C）表示。
A.时空产率B.选择性C.反应速率D。
转化率9、由于催化剂能加速反应的效率，所以正反应的反应速率增加程度与逆反应的反应速率增加程度相比（C）A。
前者大B。
前者小C。
两者相等D。
无法预测10、催化剂能（A）相应的可逆反应达到一定转化率的时间。
A。
缩短B。
延长 C.不改变 D.有时缩短有时延长三简答题1.载体有哪些作用?答：1)分散活性组分；2）稳定化作用（抑制活性组份的烧结）3）助催化作用(如，提供酸性，对金属组分的调节作用)4）支撑作用；5）传热与稀释作用2。
载体和助剂
条件（焙烧温度、还原温度）密切相关
2）载体对反应物的作用 在Pt/ Al2O3催化下的重整反应中有所体现
第四章 助剂与载体
4.2.4 常用的载体
1.氧化铝：从结构角度分，氧化铝有许多种， 一般可以用X射线衍射法将它们区分
通常先由铝盐制备出氢氧化铝，后者脱水即得 氧化铝。在制备中经历三个不同的水合状态
4.2.4 常用的载体
作为载体而经常使用的是γ-Al2O3和η-Al2O3，它们具 有高的比表面和热稳定性
氧化铝有微弱的酸性，其表面结构羟基不显Bronsted 酸性，结构羟基失水得到的裸露的铝原子显Lewis酸 性，η-Al2O3的酸性强于γ-Al2O3，有较高的酸催化活 性
一些电负性较强的元素，如氟，氯等元素通过诱导效 应可以提高Al2O3的酸性
对于以下的反应 丙烯→丙烯醛→二氧化碳+水
当内扩散阻力很大时,将降低生成丙烯醛的选择 性,因此使用大孔载体催化剂,可消除内扩散阻力, 从而提高生成丙烯醛的选择性.Mo-V为主的多组分 体系 ,载体为 SiO2
第四章 助剂与载体
4.2.3载体的作用
载体的化学作用 1）载体与活性组分间的作用
一些常规载体，如Al2O3、TiO2.SiO2等，与金属 的作用已被全面检验；证明了在过渡金属氧化物表 面上存在着金属—载体强相互作用，而且实验还证 实，金属与载体间的相互作用不仅取决与金属和载
ZnO
抑制Cu的烧结
第四章 助剂与载体
4.2 载体
4.2.1载体的特性
近代的研究表明，载体不单单是对活性组分起到机 械的承载作用，在一定条件下 ，对某些反应来说，载体 也具有活性,并且,载体与活性组分间可以发生化学作用 ，导致具有催化性能的新的表面物种的形成
催化剂的组成
一．催化剂的组成：1. 活性组分：2. 助催化剂：3. 载体：二．催化剂的制备其制备方法有酸法，碱法和醇铝法三种。
目前国内主要采用碱法，少数厂家采用醇铝法。
(1)酸法将硫酸铝配成6%勺水溶液，加入中和槽中，再将液氨配成15%- 20% 的氨水，按计算量将氨水快速加入，在强烈搅拌下于室温反应40〜60 min，至pH值达到8〜9左右时，反应基本完成。
将生成的沉淀物经压滤、用无离子水洗涤除去杂质离子，洗涤水中一般加少量氨水调节pH值为8〜9,以防洗涤过程中氢氧化铝发生胶凝过程而引起物料损失。
将洗涤过的沉淀物加入少量33%的硝酸溶液，在强烈搅拌下生成胶状料浆(此过程称为打浆) 。
再经喷雾干燥，将得到的微球形氢氧化铝挤条成型，在550C下焙烧活化4h，即脱水形成活性氧化铝。
(2)碱法把工业固体烧碱加水配成浓度为600 g/L的烧碱溶液，在50〜80C下加入氢氧化铝后升温至110C，保温3 h进行反应，将所得溶液用水稀释至含氧化铝为100g/L，静置0.5〜1h,经过滤，除去氢氧化铁等不溶性杂质，再将清液和20%硝酸溶液按照一定比例进行中和反应，温度控制在30〜50C下，控制pH 7〜7.5，反应10 min左右以后，再将反应液在常温搅拌下老化2h，经过滤、用无离子水多次洗涤、于110C烘干、挤条成型、干燥、500C活化4h，制得活性氧化铝。
(3)醇铝法将金属铝片加入异丙醇溶液中进行反应，生成异丙醇铝，通过水蒸气鼓泡(入口温度180C，水解温度175C)，使异丙醇铝水解，生成水合氧化铝，经熟化、过滤、于100C干燥、500C脱水活化，制得活性氧化铝。
其( 4)高温快脱法：将氢氧化铝( 水合氧化铝) 经高温快速脱水、成型、水热处理及干燥后制得成品。
(5)炭化铝胶法：将氢氧化铝和氢氧化钠混合，再经中和、二氧化碳碳化、水洗、压滤、干燥、粉碎、捏合、挤条、干燥、煅烧等过程制得成品。
(6)喷雾干燥法：将氢氧化铝与工业硫酸反应，再经碱液中和、水洗、喷雾干燥、煅烧等过程制得成品。
三元催化 材料
三元催化材料
三元催化材料是一种用于催化反应的特殊材料。
它由三种不同的成分组成，通常包括两种催化剂和一种载体材料。
第一种成分是活性组分，它具有催化反应所需的活性中心。
这些活性中心可以是金属、金属氧化物或其他化合物。
活性组分能够吸附反应物，并在催化剂表面上促进反应发生。
第二种成分是助催化剂，它的作用是增强活性组分的催化活性。
助催化剂可以提供额外的活化位点，增加反应物的吸附能力，或通过共吸附来提供协同效应。
它们与活性组分相互作用，形成协同催化效应，提高催化反应的效率和选择性。
第三种成分是载体材料，它起到支撑和保护活性组分和助催化剂的作用。
载体材料通常具有高度的表面积和孔隙结构，可以提供更多的催化反应位点。
同时，载体材料还能够稳定催化剂，延长其寿命。
三元催化材料可以应用于多种催化反应中，例如有机合成、环境净化、能源转化等。
其优点包括高效、选择性好和寿命长。
此外，通过调控三种不同成分的比例和配位方式，可以进一步优化催化性能。
三元催化材料在催化领域具有广泛的应用前景，对于促进可持续发展和解决环境问题具有重要意义。
第四章-催化剂载体及助剂
载体的概念
载体是活性组分及助剂的骨架，通 常为具有足够机械强度的多孔性物 质
载体的类型
依据来源分类 天然物质 人工合成
载体的类型
依据比表面大小
低比表面积载体：比表面积<20m2/g（无孔低 比表面载体，如石英粉、SiC及钢铝石，比表 面积<1m2/g以下，硬度高、导热性好、耐热性 好，常用于热效应较大的氧化反应；有孔低比 表面载体，如浮石、SiC粉末烧结体、耐火砖、 硅藻土及烧结金属等，特点是在高温下有稳定 的结构，具有较高的硬度和导热系数）
副反应的发生，例如对于高熔点、低表面的载 体。但对于一些特殊的反应过程，可以利用载 体的表面性质（如酸碱性）提供适宜的活性中 心，以改善催化剂的反应性能。
载体的作用
提供活性中心 例如，双功能铂重整催化剂Pt/γ-Al2O3，金属 承担加氢和脱氢的功能；酸性γ -Al2O3载体承 担裂解、异构和环化等功能。
二氧化钛 具有锐钛矿、板钛矿和金红石三种结晶状态 板钛矿不稳定难以合成；锐钛矿在较低温度下
生成，比表面较大；锐钛矿在600～1000oC加 热变为金红石，比表面急剧下降
常用载体简介
二氧化钛 TiO2表面具有酸性，以L酸中心为主，不
同的制备方法可以调变其酸性 如含1-10%其他金属氧化物可显酸性，
载体的作用
提高催化剂抗中毒性能 催化剂使用过程中常会因各种原因而失
活，尤其是一些金属催化剂，如在反应 物中含有可以与活性组分发生结合反应 形成稳定的化合物时活性会明显下降， 即催化剂中毒
载体的作用
提高催化剂抗中毒性能 例如，烃类蒸汽转化催化剂的活性组分Ni与S
或Cl接触时会形成稳定的硫化物或氯化物，若 将金属活性组分负载于载体上，可以提高催 化剂的抗中毒能力，不仅由于载体使活性表 面增加，降低对毒物的敏感性，而且载体还 有分解和吸附毒物的作用。
2、第二节催化剂的组成与功能
3、载体： 它可以起增大表面积，提高耐热性和机 械强度的作用。 将活性组分、助催化剂组分负载与载体 上所制得的催化剂，称为负载型催化剂。
载体可分为低比表面、高比表面和中比表面三 类。 比表面：物体的表面积与体积之比称为比表面 积。
催化剂的孔径分布及内部结构
4、其他 ①稳定剂 氧化铝、氧化镁、氧化锆等难还原的耐 火氧化物，通常作为一些易烧结催化组分 的细分散态的稳定剂。 ②抑制剂 如果在主催化剂中添加少量的物质，便 能使前者的催化性能适当降低，甚至在必 要时大幅度下降，则后者这种少量的物质 即称为抑制剂。
第二节 催化剂的组成与功能
一、催化剂的组成
活性组分： 化学活性
催化剂
助催化剂：对 活性组分/载 体改性
载体：高表面 积，孔结构， 机械强度等
1、活性组分： 它是催化剂的主要组成部分，催化剂的催化 活性由其体现。 组成可以使一种元素也可以是多种物质 主催化剂：起催化作用的根本性物质 共催化剂：和主催化剂同时起作用的组 分
非负载型金属催化剂 指不含载体的金 属催化剂，通常以骨架金属、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。将具有催化活性的金属 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。典型的金 属面和适宜的孔结构。 维持组分高度分散是载体最重要的功 能之一。 2、增强催化剂的机械强度，使催化剂具有一 定的形状。 3、改善催化剂的传导性。 4、减少活性组分的分量。 5、载体提供附加的活性中心。
2、助催化剂： 是催化剂中具有提高主催化剂活性、选择性， 改善催化剂的耐热性、抗毒性、机械强度和寿命 等性能的组分。 按作用机理的不同一般区分为结构助催化剂， 电子助催化剂和晶格缺陷助催化剂。 ①结构助催化剂作用：提高活性组分的分散 性和热稳定性。 ②电子助催化剂作用：改变主催化剂的电子 结构，促进催化剂选择性。 ③晶格缺陷助催化剂作用：使活性物质晶面 的原子排列无序化，通过增大晶格缺陷浓度提高 活性。
催化剂的组成及功能
催化剂的组成及功能催化剂是一种可以加速化学反应速率的物质，但在反应结束时催化剂本身并不参与反应消耗，因此可被循环使用。
催化剂的组成及功能由其化学性质和结构决定，下面我们将详细讨论催化剂的组成和功能。
一、催化剂的组成：催化剂通常由活性位点、载体和促进剂三部分组成。
1.活性位点：活性位点是催化剂上参与反应的活性中心，其能够接受反应物，并通过中间产物形成最终产物。
活性位点通常是催化剂表面的一些原子、离子或分子团。
2.载体：催化剂的载体是催化剂活性位点的支撑结构，起到固定活性位点和提供特定反应环境的作用。
常用的载体有陶瓷、金属氧化物、活性炭等。
载体要求具有高的表面积、化学稳定性和强的吸附性能，以增加反应物与活性位点接触的机会。
3.促进剂：促进剂作用在催化剂和反应物之间，能够改变催化剂的化学性质，提高催化活性和选择性。
促进剂的添加能够增加催化剂表面的活性位点数量，改变表面酸碱性或电荷分布等，进而更好地促进反应的进行。
二、催化剂的功能：催化剂的功能是通过改变活化能降低反应速率，从而促进反应的进行。
催化剂主要有以下功能：1.提供活性位点：催化剂活性位点能有效吸附反应物，并改变反应活性络合物的能量状态。
活性位点可以通过多种方式提供，例如固体表面孤对电子、溶液中的配体以及金属中心等。
2.改变反应的速率限制步骤：催化剂能够降低反应活化能，从而加快反应速率。
当催化剂参与反应后，速率限制步骤可能发生变化，比如催化剂可以改变反应物之间的相互作用力，使反应物之间的键成为易断的，从而降低反应速率。
3.增加反应物的相互作用：催化剂通常能够尽可能地将反应物引导到活性位点上，提高反应物之间的相互作用几率，从而促进反应进行。
4.改变反应的选择性：催化剂的选择性是指在多种可能反应路径中选择最有利的路径。
通过适当选择催化剂的活性位点和载体材料，可以调节反应的选择性，从而得到更有利的产物。
5.解吸产物：催化剂能够有效解吸产物，以减少反应物与产物之间的竞争吸附，防止产物再次与反应物和催化剂发生反应，从而提高反应的转化率。
工业催化
第二章1、催化作用：催化剂是一种物质，它能够加速反应的速率而不改变该反映的标准自由焓变化，这种作用称为催化作用。
特征：催化剂只能加速热力学上可以进行的反应，而不能加速热力学上无法进行的反应；催化剂只能加速反应趋于平衡，而不能改变平衡的位置（平衡常数）；催化剂对反应具有选择性；催化剂有使用寿命。
2、催化剂的催化指标：活性、选择性和稳定性。
相对重要性，首先追求选择性，其次是稳定性，最后是活性。
3、工业催化剂有三类可以催化的组分：活性组分（是催化剂的主要成分）、载体、助催化剂。
4、载体：是催化活性组分的分散剂、黏合物或支撑体，是负载活性组分的骨架。
功能：提供有效的表面和适宜的孔结构（维持活性组分高度分散是载体最重要的功能之一）；增强催化剂的机械强度（是指抗磨损、抗冲击、抗重力、抗压、和适应温度、相变的能力），使催化剂具有一定的形状；改善催化剂的传导性；减少活性组分的含量；载体提供附加的活性中心；活性组分与载体之间的溢流现象和强互相作用。
4、助催化剂按作用机理的不同分为：结构型和电子型。
电子型助催化剂的作用是改变主催化剂的电子结构，促进催化活性及选择性。
5、活性是指催化剂影响反应进程变化的程度。
与催化剂单位表面积相对应的活性称为比活性（a=k/S，k为催化反应速率常数，S为表面积或活性表面积）催化剂的选择性是指所消耗的原材料中转化目的产物的分率。
第三章1、多相催化的反应步骤：反应物分子从气流中想催化剂表面和孔内扩散；反应物分子在催化剂内表面上吸附；吸附的反应物分子在催化剂表面上相互作用或与气相分子作用进行化学反应；反应产物自催化剂内表面脱附；反映产物在孔内扩散并扩散到反应气流中去。
2、催化剂中的吸附总是化学吸附，吸附的发生需要活化能。
发生化学吸附的原因：是由于位于固体表面的原子具有自由价，这些原子的配位数小于固体内原子的配位数，使得每个表面原子受到一种内向的净作用力，将扩散到其附近的气体分子吸附形成化学键。
催化剂的组成
催化剂的组成催化剂是一种能够加速化学反应速率的物质，它在反应中起到催化作用而本身不参与反应。
催化剂的组成主要包括活性组分、载体和助剂三个方面。
活性组分是催化剂中的关键成分，它能够提供活性位点，与反应物发生作用并降低反应活化能。
活性组分可以是单一元素、合金或复合物等形式存在。
常见的活性组分有金属、金属氧化物、金属酸盐等。
例如，铂、钯、铜等金属催化剂常用于氧化还原反应，氧化锌、二氧化钛等金属氧化物可用于光催化反应。
载体是催化剂中起支撑作用的物质，它能够提供活性组分的固定位置，并增加催化剂的稳定性和机械强度。
常见的载体有氧化铝、二氧化硅、氧化锆等。
载体的选择要考虑到其化学性质、物理性质以及与活性组分的相容性。
例如，氧化铝具有较高的表面积和孔隙度，适合用作负载催化剂的载体。
助剂是催化剂中的辅助成分，它能够改善催化剂的活性、选择性和稳定性。
助剂的种类很多，常见的有促进剂、抑制剂、稳定剂等。
促进剂能够增加催化剂的活性，提高反应速率，常见的促进剂有碱金属、过渡金属等。
抑制剂能够抑制副反应的发生，提高反应的选择性，常见的抑制剂有抗毒剂、阻燃剂等。
稳定剂能够提高催化剂的稳定性，延长催化剂的使用寿命，常见的稳定剂有抗氧化剂、硬质剂等。
催化剂的组成对其催化性能起着重要影响。
活性组分的选择与反应类型密切相关，不同催化反应需要选择合适的活性组分。
载体的选择要考虑到其物理化学性质，以及与活性组分的相容性。
助剂的加入可以改善催化剂的性能，提高催化反应的效率和选择性。
催化剂的制备方法也对其组成有一定影响。
常见的制备方法有浸渍法、共沉淀法、溶胶凝胶法等。
不同的制备方法可以控制催化剂的活性组分分布和载体结构，从而影响催化剂的性能。
催化剂的组成主要包括活性组分、载体和助剂三个方面。
活性组分提供催化活性位点，载体提供支撑作用，助剂改善催化剂的性能。
合理选择和调控催化剂的组成可以提高催化剂的活性、选择性和稳定性，从而实现高效催化反应。
催化剂组成
催化剂的组成催化剂是一种能够加速化学反应速率的物质，而在反应结束后，其本身的质量和化学性质不发生变化。
催化剂在化工、环保、能源等领域具有广泛的应用，其组成和性质对催化效果具有重要影响。
本文将详细介绍催化剂的组成。
一、催化剂的组成1. 活性组分活性组分是催化剂中起主要催化作用的部分，它能够提供催化反应所需的活性位点。
活性组分的种类和性质决定了催化剂的催化效果。
活性组分可以是单一元素，如铂、钯等，也可以是化合物，如氧化铁、硝酸盐等。
2. 载体载体是一种固体材料，用于支撑活性组分，增加其分散性，提高催化效率。
载体本身不具有催化活性，但能够影响活性组分的分散状态和反应物分子的迁移速率。
常见的载体材料有硅胶、氧化铝、活性炭等。
3. 助剂助剂是一种辅助性组分，用于改善催化剂的性能，如提高活性、增强稳定性、扩大反应范围等。
助剂与活性组分之间可能存在相互作用，从而影响催化剂的催化效果。
常见的助剂包括碱金属、碱土金属、过渡金属等。
二、催化剂的制备方法1. 浸渍法浸渍法是一种常用的催化剂制备方法，将活性组分溶液均匀地浸渍在载体材料上，通过蒸发、干燥等步骤得到催化剂。
浸渍法适用于制备含有细小颗粒的催化剂。
2. 沉淀法沉淀法是将活性组分溶液与载体材料溶液混合，通过化学反应生成沉淀，再经过滤、洗涤、干燥等步骤得到催化剂。
沉淀法适用于制备具有特定结构的催化剂。
3. 离子交换法离子交换法是将载体材料与活性组分溶液进行离子交换，从而得到催化剂。
离子交换法适用于制备具有较高活性的催化剂。
4. 物理混合法物理混合法是将活性组分和载体材料进行机械混合，从而得到催化剂。
物理混合法简单易行，适用于制备活性组分与载体材料之间无相互作用的情况。
三、催化剂的性能评价指标1. 活性活性是指催化剂在特定条件下催化反应的能力。
活性评价指标包括转化率、选择性、反应速率等。
2. 稳定性稳定性是指催化剂在反应过程中保持活性不下降的能力。
稳定性评价指标包括寿命、耐热性、抗腐蚀性等。
催化原理重点知识点总结
催化重点知识点一、概述催化剂定义描述：在反应体系中，若存在某一种类物质，可使反应速率明显变化（增加或减少），而本身的化学性质和数量在反应前后基本保持不变，这种物质称为催化剂。
催化剂可以是正催化剂，也可以是负催化剂。
催化剂的组成：主体，载体，其他。
主体分为主催化剂、共催化剂、助催化剂。
助催化剂分为结构助催化剂、电子助催化剂、晶格缺陷助催化剂、扩散助催化剂。
主催化剂：起催化作用的根本性物质。
没有它不存在催化作用。
共催化剂：催化剂中含有两种单独存在时都具有催化活性的物质，但各自的催化活性大小不同，活性大的为主催化剂，活性小的为共催化剂。
两者组合可提高催化活性。
助催化剂：是催化剂中提高主催化剂的活性、选择性、改善催化剂的耐热性、抗毒性、机械强度、寿命等性能的组分。
催化反应：有催化剂参与的反应。
催化反应的分类：通常根据体系中催化剂和反应物的“相”分类；也可根据反应中反应分子间电子传递情况分类。
催化反应分为：均相催化反应，多相催化反应，酸碱反应，氧化还原反应。
均相催化反应：催化剂和反应物形成均一的相，可以是气相、液相。
多相催化反应：催化剂和反应物处于不同相，催化剂通常均为固体。
可分为气固、液固。
酸碱反应：在反应中发生电子对转移的称为酸－碱反应。
氧化还原反应：在反应中发生一个电子转移的称为氧化－还原反应。
催化特征：1催化是一种知识，是一种关于加快化学反应发生的“捷径”的知识。
2催化不能改变化学反应热力学平衡, 但促使热力学可自发发生的反应尽快发生，尽快达到化学平衡。
3催化是选择性的，往往要在一系列平行反应中特别地让其中一种反应尽快发生，尽速达到平衡。
如果可能，它还要同时抑制其它反应的进行。
四、如果热力学允许，催化对可逆反应的两个方向都是有效的。
催化的本质：在催化剂作用下，以较低活化能实现的自发化学反应被称为催化反应。
催化剂是一种中介物质，它提供了改变活化能的路径从而加快了反应速率(或降低了反应温度)，但其自身最终并没有被消耗。
催化剂的组成和各组成部分的作用
催化剂的组成和各组成部分的作用
催化剂是一种能够加速化学反应速率的物质，它能够降低反应的起始能量，使得反应更容易发生。
催化剂的组成通常包括活性组分、载体和辅助组分。
活性组分是催化剂中起主要作用的组分，它能够与反应物发生化学反应，形成中间体并促进反应的进行。
常见的活性组分包括金属、金属氧化物、酸、碱、酶等。
不同的反应需要不同的活性组分，选择合适的活性组分对于催化剂的性能起到至关重要的作用。
载体是催化剂中起支撑作用的组分，它能够稳定活性组分并提高催化剂的机械强度和耐热性。
常见的载体材料包括氧化铝、硅胶、碳等。
选择合适的载体对于催化剂的稳定性和反应效果起到至关重要的作用。
辅助组分是催化剂中起辅助作用的组分，它能够调控催化剂的结构和性质，提高催化效率和选择性。
常见的辅助组分包括助剂、促进剂、稳定剂等。
不同的反应需要不同的辅助组分，选择合适的辅助组分对于催化剂的性能起到至关重要的作用。
催化剂的组成和各组成部分的作用是相互关联的，只有合理搭配各组成部分才能够发挥出最佳的催化效果。
例如，选择合适的载体可以提高催化剂的机械强度和耐热性，从而使催化剂更加稳定；而添
加适量的助剂可以调控催化剂的结构和性质，提高催化效率和选择性。
因此，在催化剂的研发过程中，需要从活性组分、载体和辅助组分三个方面进行综合考虑和优化设计，以达到最佳的催化效果。
催化剂的组成和各组成部分的作用是非常复杂和多样的，需要深入研究和探索。
只有通过合理搭配各组成部分，才能够发挥出最佳的催化效果，促进化学反应的进行，为产业发展和环境保护做出贡献。
第三章—助催化剂和载体的选择和设计
石墨、淀粉、纤维素等有机物 具有大孔的高孔隙率载体 干燥时会失去大量水分的含水氧化物
工业应用催化剂
3.1.2 助催化剂对催化剂性能的影响
活性
热稳定性和寿命
抗毒能力
可逆毒化和不可逆毒化
3.3.2 载体的作用
① 增加有效表面和提供合适的孔结构：增加催化剂的活性和选择性 ─ 反应用有效表面及孔结构（孔容、孔径、孔径分布）是影响催化剂活 性和选择性的主要因素。 ② 提高催化剂的机械强度 ─ 使催化剂有最适宜的几何构型。对某些活性组分而言，只有把活性组 分负载在载体之后，才能使催化剂得到足够的强度和几何构型，才能 适合各种反应器的要求。 ③ 提高催化剂的热稳定性 ─ 活性组分负载于载体上，可使活性组分微晶分散，防止聚集而烧结
增大表面，防止烧结，提高催化剂主要组分的结构稳定性 α-Fe微晶对合成氨反应具有很高的活性； 在773K的高温条件下， α-Fe微晶极易烧结而长大，活性表面减 少，活性丧失； 在熔融Fe3O4中加入Al2O3，Al2O3能与Fe3O4发生同晶取代，生成 固溶体； 防止活性铁微晶在使用中长大，提高催化剂的热稳定性和寿命。 大多数结构性助催化剂是熔点及沸点较高，难还原的金属氧化物。 结构性助剂没有改变催化反应总活化能的能力
有少数小空轨道的金属(象Ni、Pt)则可使H2被吸附，但又能很快的放还给 其它作用物，只有这类金属才是良好的加氢催化剂。
形成合金，影响d-空轨道的数目，改变对H2的吸附能力使催化剂的活性 得到明显改进
工业应用催化剂
②晶格缺陷助催化剂
增加氧化物催化剂表面的晶格缺陷数目，提高氧化物催化剂的催化活性
应用催化简答题
第一章催化剂：不能改变化学平衡；可通过改变反应历程而加快特定反应的速率；具有选择性均相催化：反应物和催化剂处于同一相态中的反应。
多相催化：反应物和催化剂处于不同相态中的反应。
主催化剂：又称活性组分，是多组元催化剂中的主体，必须具备的组分。
助催化剂：加到催化剂中的少量物质，本身没有活性或活性很小，但能显著改善催化剂性能，包括催化剂活性、选择性及稳定性等。
有结构型、调变型、扩散型、毒化型助催化剂。
载体：催化剂中主催化剂和助催化剂的分散剂、粘合剂和支撑体。
有分散作用、稳定化作用、支撑作用、传热和稀释作用、助催化作用等。
分散度：指催化剂表面上暴露出的活性组分原子数占该组分在催化剂中原子总数的比值。
催化剂活性表示方法：速率；TOF；速率常数；转化率速率：单位质量（或体积或表面积）催化剂上反应物的转化量（或产物的生成量）TOF：转化频率，单位时间内每个催化活性中心上发生反应的次数。
速率常数：反应速度和反应物浓度的函数关系r=k×f（c），比较反应速率常数k以比较催化剂活性。
转化率：C A%=（反应物A转化掉的量/流经催化床层进料中反应物A的总量）×100%选择性：S%=（目的产物的产率/转化率）×100%（目的产物的产率指反应物消耗于生成目的产物的量与反应物进料总量的百分比）。
产率=选择性×转化率多相催化反应步骤：外扩散、内扩散；吸附、表面反应、脱附；内扩散、外扩散内外扩散消除方法：外扩散的阻力来自气、固（或液、固）边界的静止层，流体的线速（空速）将直接影响静止层厚度。
内扩散阻力来自催化剂颗粒孔隙内径和长度，所以催化剂颗粒大小及颗粒孔径大小将直接影响分子内扩散过程。
催化循环：在多相催化反应中，催化循环表现为：一个反应物分子化学吸附在催化剂表面活性中心上，形成活性中间物种，并发生化学反应或重排生成化学吸附态的产物，再经脱附得到产物，催化剂复原并进行再一次反应。
速率控制步骤：催化反应的总速度取决于阻力最大（或固有反应速度最小）的步骤。
催化剂的组成与功能
Mo-Fe n 金组成与活性关系催化剂的组成与功能催化剂的组成：活性组分载体 助催化剂它是催化剂的主要组分，有时由一种物质组成，有时由多种物 质组成 如：乙烯氧化制环氧乙烷的银催化剂；丙烯氨氧化制丙烯腈用的钼和铋催化剂20%40%60%80%100% MOI勺混合比催化剂组分与功能关系:活性组分10% 8%'活性组分的分类：载体载体是催化剂活性组分的分散剂、粘合剂和支撑物，是负载活性组分的骨架。
例如，乙烯氧化制环氧乙烷催化剂中的Ag就是负载在“a—M 203上的，这里的a—M20 3称为载体。
载体还常分为惰性载体与活性载体。
严格来说，催化剂中的组分都不是惰性的，都对主剂与助剂有所影响，只不过活性载体的作用更为明显而已。
载体的作用与助催化剂的作用在很多方面有类似之处，不同的是载体量大，助催化剂量小；前者作用较缓和，后者较明显。
另外，由于载体量大，可赋予催化剂以基本的物理结构与性能，如孔结构、比表面、宏观外形、机械强度等。
此外，对主催化剂和助催化剂起分散作用，尤其对贵金属既可减少其用量，又可提高其活性，降低催化剂成本。
作为高效催化剂，活性组分与裁体的选择都非常重要F催化剂的活性随载体比表面的增加而增加，为获得较高的活性， 往往将活性组分负载于大比表面载体上。
载体与催化剂的活性、选择性、热稳定性、机械强度以及催化 过程的传递特性有关，因此，在筛选和制造优良的催化剂时， 需要弄清载体的物理性质和它的功能。
催化剂组分与含量的表示方法：例如：合成氨催化剂 Fe — K 2O —AI 2O 3用“一’将催化剂中的各组分隔开：加氢脱硫 催化剂Co —Mo/a —Al 203,斜线上为主剂和助剂，斜线下为载 体。
各组分的含量可用重量％、重量比表示，也可用原子％、 原子比表示。
载体的功能:提供有效的表面和适宜的孔结构 增强催化剂的机械强度改善催化剂的传导性减少活性组分的含量载体提供附加的活性中心活性组分与载体之间的溢流现象和强相互作用理想的催化剂载体应具备的特性能适应某一特定反应的外形；有足够的抗破碎强度；有足够的反应表面和合适的孔结构；有足够的稳定性，包括活性稳定性与热稳定性；导热、热容量及堆密度适中；不含使催化剂中毒的物质；原料易得，载体制备过程简便。
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2、提高催化剂的机械强度。 如催化剂本身的机械强度不够，则需加 入高强度的载体（如人造刚玉、碳化硅、 SiO2等）以强化之。 3、提高催化剂的热稳定性。 载体对活性组分的分散作用可有效地防 止催化剂颗粒因聚集、长大引起的烧结失 活；同时，载体还可使散热面积增加，导 热性能改善，有利于反应热的散去，从而 提高催化剂的热稳定性。
§2 助催化剂
催化剂的组成 ： 主催化剂 主要组分 共催化剂 助催化剂 次要组分 载体
助催化剂
助催化剂是指那种并非催化剂的关键成
分，但能改进主要组分的某些性能（如：活
性、选择性、寿命或物理性能）的组分。 有时载体也有助催化剂的作用。
一、作用机理
主要通过改变催化剂的化学组成、晶体 与表面结构、离子价态及分布、酸碱性等来 改善催化剂的性能。 通常助催化剂在催化剂中存在着最适宜
床层压力降 颗粒大小 内扩散距离，内表面利用率 机械强度，反应器的要求
形状
装填的紧密程度，外扩散阻力，流体分布的 均匀性 反应器的要求
工业上常用的催化剂的几种形状： 1、圆柱形：圆柱形 空心圆柱形（环状） 2、球形 3、粒状（无定形） 4、特殊形状
用于活性组分非常活泼的场合。
无孔小表面载体（比表面﹤1 m2/g）
如：石英粉，SiC，刚铝石
有孔小表面载体（比表面﹤20 m2/g）
如：硅藻土，耐火砖等
总的来说，小表面载体由于其比表面小，使用常
常受到限制。
2. 大表面积载体（可达102 ～ 103 m2/g）
对所负载的活性组分会产生较大影响， 使用最广泛。 无孔大表面载体：≥5 m2/g 如：炭黑，高岭土，TiO2，ZnO，石棉 有孔大表面载体： ≥ 50m2/g, 如：硅胶，氧化铝，活性炭，分子筛
三、载体的选择
1、考虑活性组分负载方式以及与载体间的相互作用 对载体的要求。
活性组分在载体上的负载方式：
外层负载（蛋壳型） 内层负载（蛋白型） 中心负载（蛋黄型） 均匀负载（均匀型）
采用何种负载方式取决于不同载体对活性组分的 不同的吸附性质。
2、考虑反应的控制步骤与传递过程对载体的 要求
选择具有合适表面积和孔隙率的载体 3、考虑反应的热效应和载体的导热性能 对大量放热的反应，要求采用导热性能好 的载体。 4、考虑反应器类型对载体的粒度，形貌等的 要求 5、成本与原料来源的要求
制碳的生成，使反应向主反应方向进
行。
四、助催化剂的选择和设计
一般设计助催化剂有两种方法： 1、运用现有的科学知识和催化理论， 针对催化剂和催化反应存在的具体问题 进行设计。 2、对催化反应的机理进行深入研究， 依据机理对催化剂作出调整。
§3 载体
一. 载体的作用
1、增加催化剂的有效表面和提供合适的孔结 构。 活性组分能在载体上铺展、分散，大大增 加其暴露表面，使较少量的活性组分能有 较高的活性。另一方面，载体如有合适的 孔结构，能提高催化剂的择形选择性。
e.g. 合成氨的活性组分α-Fe微晶中加入Al2O3 抗毒性助催化剂
（二）调变性助催化剂
可改变主催化剂的化学组成、电子结构、表面性质或晶
形结构，从而提高催化剂的活性和选择性的助催化剂。
这类催化剂能使反应活化能降低。
进一步分类：1、电子助催化剂
2、晶格缺陷助催化剂 3、增界助催化剂 4、选择性助催化剂 5、扩散助催化剂 6、相变助催化剂 7、双重作用催化剂
（三）能加速催化剂预处理的助催化剂 这类助催化剂能降低催化剂预处理 温度或提高金属催化剂的还原速度。 e.g. 铜加入到沉淀钴或铁催化剂中，可提 高铁或钴还原速度。
三、助催化剂对催化剂性能的影响
（一）对催化活性的影响 1、提高催化能力，降低总反应活化能。 （调变性助催化剂属此类） 2、不改变活化能，但使催化剂固有活 性持久、稳定或增加抗毒力。 （结构性助催化剂属此类）
的含量，过多或过少效果均不佳。
二、助催化剂的种类
根据其改善催化剂性能的作用机理来分： 结构性助催化剂 调变性助催化剂
能加速催化剂预处理的助催化剂
（一）结构剂微晶体长大 而造成表面积减小，防止催化剂因烧结而降低活 性，增加其结构稳定性、热稳定性、使用寿命和 抗毒性的助催化剂。 只改变主催化剂的物理性质，不改变反应物与 催化剂作用的本质，不改变反应的活化能。
§4 催化剂的宏观结构
一、什么是催化剂的宏观结构 指催化剂构成微粒的大小、催化剂颗粒的 大小、形状、催化剂的表面积、孔容、孔 径，活性组分的分散度、机械强度等。 构成微粒：一次粒子，二次粒子 催化剂的宏观结构对催化剂的活性、选 择性、过程的传质与传热、流体的压力降、 催化剂的寿命等都有影响。
二、催化剂宏观结构对催化剂性能的影响 1. 催化剂颗粒的大小、形状的影响
（二）对催化剂热稳定性及寿命的影响 结构性助催化剂主要起增加催化剂 热稳定性的作用。 （三）对催化剂抗毒能力的影响 催化剂在使用过程中，会受到反应 介质气中所含各种毒物的毒害。结构 性助催化剂可用于抗毒。
（四）对催化剂选择性的影响 e.g. 烃类蒸气转化制合成气时，在Ni/酸 性载体催化剂中加入碱性助剂（如 K2O）,或用碱性载体（如MgO）,可抑
4、提供活性中心。
某些载体可以提供活性组分本身不具有、而反
应需要的活性中心，尤其是酸、碱中心，从而构
成多功能催化剂。
5、增加催化剂的抗毒性能。 载体使活性表面增加，从而使活性组分对毒物 的敏感性相应降低；载体还可以分解、吸附毒物； 载体的孔还可以阻止大的毒物分子扩散到孔内的
催化剂上去。
6、与活性组分间发生相互作用 ● 形成新的化合物和固溶体 ● 改变活性组分（金属）的形态和表面结 构 ● 改变活性组分（金属）的电子性质 从而影响反应物的吸附和催化活性。
二. 载体的种类
（一）按载体物质的相对活性分
1. 不活性载体 如: 碳化硅、氧化镁、氧化铝、氧化 硅、硅酸铝，主要用作抗高温的催化剂 载体。
2、相对非活性载体
具有潜在的活性，可以抑制或利用。 这类载体可分为三小类： 绝缘体：如 绝缘性氧化物 半导体：过渡金属氧化物，石墨， 活性炭 导体： 金属
（二）按载体物质的表面积分类（常见） 1、小表面积载体（﹤20 m2/g）