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催化剂工程导论复习题库

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一、名词解释

催化剂——一种物质,旧称触媒,它能够改变反应的速度而不改变反应的吉布斯自由焓变化,这种作用称催化作用。

载体——固体催化剂所特有的组分,起增大表面积,提高耐热性和机械强度的作用,有时还担当共催化剂或助催化剂的角色。

抑制剂——如果在主催化剂中添加少量的物质,能使前者的催化活性适当降低,甚至在必要时大幅度下降,则这种少量的物质称为抑制剂。(和助催作用相反)。均匀共沉淀法——是使待沉淀金属盐溶液与沉淀剂母体充分混合,预先造成一种十分均匀的体系,然后调节温度和时间,逐渐提高pH值,或者在体系中逐渐生成沉淀剂等方式,创造形成沉淀的条件,使沉淀缓慢进行,以制得颗粒十分均匀而且比较纯净的沉淀物。

陈化——沉淀在其形成之后发生的一切不可逆变化称为沉淀的陈化。

浸渍法——将载体浸泡在含有活性组分(注、助催化剂组分)的可溶性化合物溶液中,接触一定的时间后除去过剩的溶液,再经过干燥、焙烧和活化,即可制得催化剂。

熔融法——是在高温条件下进行催化剂组分的熔合,使其成为均匀的混合体,合金固溶体或氧化物固体。适用于少数不得不经熔炼过程的催化剂,为的是要借助高温条件将各个组分熔炼成为均匀分布的混合物,甚至形成氧化物固溶体或合金固溶体。

离子交换法——借用离子交换剂作为载体,以阳离子的形式引入活性组分,制备高分散、大比表面积、均匀分布的附载型金属或金属离子催化剂。

机械强度——催化剂抗拒外力作用而不致发生破坏的能力。强度是任何固体催化剂的一项主要性能指标,它也是催化剂其他性能赖以发挥的基础。

催化剂导论考试大纲

催化剂导论考试大纲

黑龙江大学硕士研究生入学考试大纲

考试科目名称:催化剂导论考试科目代码:[087]

一、考试要求

学习要求为考试内容所规定范围,对工业催化专业方向的学生,要求掌握催化剂的基本原理、催化作用、催化过程的吸附作用,熟悉催化剂制备的基本工艺和方法,熟悉对催化剂性质的测试与表征方法和手段,了解催化剂失活与再生的原因与方法等内容。注重基本概念,基本原理,基本方法。本课程参考书为:〈实用催化〉高正中编化学工业出版社;〈催化剂工程导论〉王尚弟、孙俊全编化学工业出版社。

二、考试内容

第一章概论

一、有关催化剂作用和催化剂的定义、概念

1.催化作用

2.催化剂的活性、选择性和寿命

二、催化剂的组成、成分

1.工业催化剂需考虑的问题

2.催化剂的成分

三、催化体系分类

第二章催化中的吸附作用

一、固体催化剂的表面结构

二、分子在固体表面的吸附

1.物理吸附与化学吸附

2.吸附的可动性

3.吸附位能曲线

三、吸附热

四、金属上的化学吸附

1.金属的化学吸附活性

2.一些气体的化学吸附态

第三章工业催化剂制备制造方法

一、沉淀法

1.沉淀法的分类

2.沉淀操作的原理和技术要点

3.实例

二、浸渍法

1.各类浸渍法的原理及操作

2.实例

三、混合法

四、热熔融法

五、离子交换法

六、催化剂成型

1.成型工艺概述

2.几种重要的成型方法

七、固体催化剂制备方法的新进展

第四章催化剂表征与测试

一、概述

二、活性评价和动力学研究

1.活性的测定与表示方法

2.动力学研究的意义和作用

3.实验室反应器

4.评价与动力学实验的流程和方法

三、催化剂的宏观物理性质测定

1.颗粒直径及粒径分布

2.机械强度测定

老师 催化工程-复习要点

老师 催化工程-复习要点

催化工程-复习提要

1催化剂和催化作用

(1)催化剂

是一种能够改变化学反应速率而不改变化学反应热力学平衡位置,且本身在化学反应中不被明显消耗的化学物质。

(2)催化作用的基本特征

1)催化剂只能催化热力学上可行的化学反应

2)催化剂只能改变化学反应速率,而不能改变化学平衡的位置

3)催化剂对反应具有选择性

4)催化剂具有寿命,催化剂并不能无限期地使用。

哪怕只是化学反应的短暂参与者,在长期受热和化学作用下,也会经受不可逆的物理的或化学的变化,如:晶相变化、晶粒分散度的变化、易挥发组分的流失、易熔物的熔融等等,这些过程导致催化剂活性下降,当反应进行时催化剂经受亿万次这种作用的侵袭,最后导致催化剂失活。

(3)催化剂的性能指标

活性、选择性、稳定性

(4)催化剂的组成与载体的功能

催化剂的组成:

活性组分,载体,助催化剂

载体的功能:

1)提供有效的表面和适宜的孔结构,维持活性组分高度分散;

2)增强催化剂的机械强度,使催化剂具有一定的形状;

3)改善催化剂的热传导性能,以满足反应过程的传热要求;

4)减少活性组分的用量,特别是贵金属的用量;

5)提供附加的活性中心;

6)活性组分与载体之间的溢流现象和强相互作用,影响催化活性。

(5)对工业催化剂的要求

应具备的三方面基本要求:1)适宜的活性2)较高的选择性3) 长寿命

2 多相催化的反应步骤

多相催化反应的步骤:

i.催化剂内表面催化剂外表面内扩散ii. 反应物由外表面向催化剂内表面扩散;iii. 反应物吸附在表面上;iv. 反应物在表面上进行反应,生成产物;v. 产物从表面上解吸;vi. 产物从内表面向外表面扩散;vii. 产物从外表面向气体主体扩散气相产物外表面

催化剂工程导论04

催化剂工程导论04

• 一般认为:
• 原子、分子或离子=>晶粒=>颗粒=>球状、条状等 Cat.
• 细孔r<10nm 粗孔r>100nm

(10 过渡孔,100)
• 孔隙分布的测定方法: 细孔:气体吸附法

大孔:光学显微镜直接观察,
压汞法测定。
• ① 气体吸附法:
• 原理:以毛细管凝聚理论为基础,通过 Kelvin公式计算:
三、催化剂机械强渡的测定
• 1、抗压碎强度。
• 定义:对被测催化剂均匀施加压力直至颗粒粒 片被压碎为止前所能承受的最大压力或负荷。
• 测定:单颗粒压碎实验法,堆积压碎法。 • 1)单颗粒压碎强度。
• 该方法要求测试大小均匀的足够数量的颗粒, 以它们的平均值作为测定结果。常用方法有正、 侧压试验法,刀刃试验法二种。
)1颗
• C 平均孔半径和平均孔长的简化计算
r • 设每粒催化剂质量为mp,含有np个园柱形孔,每
个孔的平均长度为 L ,孔的平均半径为 。
• 则,颗粒的孔体积为:mpVg=np(π r)2 L
• ∵ L >> r , 故颗粒的外表面积可略
去不计,故,颗粒的表观面积为:
• mpSg=np(2π r L )
• 流动吸附色谱法测定比表面积的简易流程 示意如图3.6。其测定原理仍是以BET公式 为基础。测定时所用流动的气体是一种吸 附质和一种惰性气体的混合物,最适合的 是以N2作吸附质,惰性气体He作载气。以 一定比例的N2、He混合物通过样品,其流 出部分用热导池及记录仪检知。当样品放 入液氮中时,样品对混合气中的N2发生物 理吸附,而He则不会吸附,这时记录纸上 指示一个吸附峰。

催化剂工程导论

催化剂工程导论

催化剂工程导论

一、定义题

1.什么是助催化剂?(P18)

助催化剂是催化剂中具有提高催化剂活性、选择性,改善催化剂的耐热性、抗毒性、机械程度和寿命等性能的成分。虽然助催化剂本身并无活性,但只要在催化剂中添加少量助催化剂,即可明显达到改进催化剂性能的目的。

2.什么是设备放大效应? P133

随着催化剂制备规模由小试而中试,再由中试而工业化大生产,设备逐步增容,构造还可能变化,由此而带来制品质量的种种差异,可称之为设备的放大效应。

3.什么是比表面积?(p93)

催化剂比表面积指单位质量多孔物质内外表面积的总和,单位为/ g ,有时也简称比表面

4.什么是TGDTA?

TG指的是热重分析,DTA指的是差热分析,TG和DTA一般是在一台仪器上,也就是热重-差热分析仪.

5.什么是过渡浸渍?

这个自己找一下

二、判断题

1、用沉淀法制备催化剂,加料方式对催化剂性能影响不大。(×)

答案在p35:经验证明,在溶液浓度,温度,加料速度等其他条件完全相同的条件下,由于加料方式的不同,所得沉淀的性质也可能有很大差异,并进而使最终催化剂或载体的性质出现差异。

2、催化剂不参与化学过程。(×)

实质是参加了化学反应,经过一次化学循环后又恢复到原来的组成

3、工业催化剂载体都是多孔惰性物质。(×)

正确说法:工业催化剂载体多数是孔性惰性物质

4、起加速化学反应的物质是催化剂。(×)

起加速化学反应的物质也可能不是催化剂。答案在p13第一段第二段:催化剂是在化学方面起加速化学反应的作用,而像光、电子热以及磁场等物理因素有时也能引起并加速化学反应,但其所起的作用一般不被称为催化作用。根据定义:起催化作用的物质称为催化剂,知其不是催化剂。

催化剂工程导论12

催化剂工程导论12


Cat.寿命与判废

Cat.衰退的一般对策
• 催化剂使用技术中的选择与优化

Cat.类型与牌号的选择

Cat.形状、尺寸的选择与优化

Cat.组合装填及“串联反应器技术”

Cat.的人为非定态操作
• 电子计算机辅助Cat.操用设计

电镜

XRD

热分析(DTA; TG) 方法、
原理、
• 近代物理方法 电子探针
应用

红外光谱

各种联用技术
• 第四章
• 开发过程 • • • • •
实验室工作 资料准备 参考样品剖析 配方筛选
扩大试验 中型制备试验 中型评价试验
工业生产、试用与换代开发
• 第五章
• 催化剂设计的意义、目的、发展
催化剂工程导论复习纲要及答疑第一章一常用的无机化工石油炼制有机化工用催化剂二催化基本概念催化剂催化作用催化剂基本特征催化剂分类法催化剂组成第二章一常用工业催化剂制造方法沉淀法原理分类影响因素工艺条件浸渍法原理分类影响因素工艺条件热熔融法原理离子交换法混合法影响因素工艺条件成型方法二固体催化剂制备方法的新进展有关概念及方法第三章一活性测定及表示法实验室反应器二宏观测试
催化剂工程导论
复习纲要及答疑
• 第一章
一、常用的无机化工、石油炼制、有机化 工用催化剂

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1、1976年国际纯粹及应用化学协会分布的催化作用的定义是什么?要求深刻理解其含义。答:催化作用是一种化学作用,是靠用量极少而本身不被消耗的一种叫做催化剂的外加物质来加速化学反应的现象。

2、什么是催化剂的基本特征?

答:(1)催化剂能加速化学反应速率,但本身并不进入化学反应的计量。

(2)催化剂对反应具有选择性,即催化剂对反应类型、反应方向和产物的结构具有选择性。

(3)催化剂只能加速热力学上可能进行的化学反应,而不能加速热力学上无法进行的反应。

(4)催化剂只能改变化学反应的速率,催化剂只能改变(或接近)这一极限所需要的时间,而不能改变这一极限的大小。

(5)催化剂不改变化学平衡,意味对正方向有效的催化剂,对反方向也有效。(对于任一可逆反应,催化剂既能正反应,也能同样程度地加速逆反应,这样才能使其化学平衡常数保持不变,因此某催化剂如果是某可逆反应的正反应的催化剂,必然也是其逆反应的催化剂。)

(6)寿命(催化剂的使用期限是有限的)。

3、根据聚集状态,如何对催化剂进行分类?答:(气体)、(液体)、(固体)。

4、按工艺和工程特点如何对催化剂进行分类?

答:多相固体催化剂、均相催化剂和酶催化剂三类。

5、主催化剂的定义是什么?

答:主催化剂是起催化作用的根本性物质。没有它,就不存在催化作用。

6、共催化剂的定义是什么?

答:共催化剂是和主催化剂同时起作用的组分。

7、助催化剂的定义是什么?

答: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。虽然助催化剂本身并无活性,但只要在催化剂中添加少量助催化剂,即可明显达到催化剂性能的目的。

催化剂工程导论_大纲及思考题答案

催化剂工程导论_大纲及思考题答案

催化剂课程教学内容及教学基本要求

第一章工业催化剂概述

本章重点催化若干术语和基本概念,难点催化剂的化学组成和物理结构。

第一节催化剂在国计民生中的作用

本节要求了解催化剂在国计民生中的作用(考核概率5%)。

1 催化剂—化学工业的基石

2 合成氨及合成甲醇催化剂

3 催化剂与石油炼制及合成燃料工业

4 基础无机化学工业用催化剂

5 基本有机合成工业用催化剂

6 三大合成材料工业用催化剂

7 精细化工及专用化学品中的催化

8 催化剂在生物化学工业中的应用

9 催化剂在环境化学工业中的应用

第二节催化若干术语和基本概念

本节要求理解催化若干术语和基本概念(考核概率90%),掌握催化剂的化学组成和物理结构(考核概率95%)。

1 催化剂和催化作用

2 催化剂的基本特征

3 催化剂的分类

4 催化剂的化学组成和物理结构

5 多相和均相催化剂的功能特点

6 多相和均相催化剂的同一性

7 新型催化剂展望

第二章工业催化剂的制造方法

本章重点是沉淀法和浸渍法,难点是催化剂的制备原理和技术要点。

第一节沉淀法

本节要求理解沉淀法的分类(考核概率60%),掌握沉淀操作的原理和技术要点(考核概率80%),了解沉淀法催化剂制备实例(考核概率20%)。

1 沉淀法的分类

2 沉淀操作的原理和技术要点

3 沉淀法催化剂制备实例

第二节浸渍法

本节要求掌握各类浸渍法的原理和操作(考核概率80%),了解浸渍法催化剂制备实例(考核概率20%)。

1 各类浸渍法的原理及操作

2 浸渍法催化剂制备实例

第三节混合法

本节要求了解混合法制备催化剂(考核概率20%)

第四节热熔融法

本节要求了解热熔融法制备催化剂(考核概率20%)

工业催化复习纲要

工业催化复习纲要

第一章催化剂与催化作用

1.催化剂的定义与特征

催化剂是一种物质,它能加速反应的速率而不改变该反应的标准Gibbs自由能变化

改变反应途径,降低反应活化能,加快反应速度(催化剂的共性—活性),催化剂对反应具有选择性(催化剂的专用性),只能加速热力学上可行的反应,而不能加速热力学上不能进行的反应,只能加速反应趋于平衡,而不能改变平衡位置(平衡常数)2、催化反应分类催化反应机理分类

反应:均相催化反应非均相(多相)催化反应酶催化反应

机理:酸碱型催化反应氧化还原型催化反应

2.催化剂的基本组成以及表示方法:主催化剂助催化剂载体

4. 催化剂的反应性能:活性稳定性选择性 (转化率选择性产率) 活性:催化剂对反应加速的程度,用来衡量催化剂效能大小的指标稳定性是指催化剂活性和选择性随时间变化的情况

热稳定性(活性组分挥发、流失;活性组分烧结或微晶长大,进而比表面、活性位减少)

化学稳定性(稳定的催化剂化学组成和化合状态,活性组分和助催化剂不产生化学变化)

抗污稳定性(催化剂表面积焦、积炭)

抗毒稳定性(催化剂对有害物质毒化的抵抗能力)

选择性:指所消耗的原料中转化成目的产物的分率。用来描述催化剂

上两个以上相互竞争反应的相对速率

S(选择性)= [转化为目的产物所消耗的该反应物量 / 某反应物转化总量] × 100%

Y(产率) = 转化率×选择性

第二章吸附作用与多相催化

1.多相催化的反应过程 (外扩散内扩散阻力消除措施效率因

子)

外扩散:反应物分子从气流中向催化剂颗粒外表面扩散

(孔)内扩散:反应物分子从颗粒外表面向颗粒内表面扩散

催化剂工程导论1工业催化剂概述

催化剂工程导论1工业催化剂概述
• 关于光催化、电催化 • 自由基型聚合反应引发剂 • 阻抑链反应的添加物——阻聚剂 • 溶剂效应
1.2.2 Cat.的基本特性
1. R↑,活性,即加快化学反应速度的关键特性— —共性 2. S,选择性——特殊性和专用性
对反应类型的选择性 对反应方向的选择性 对产物结构的选择性
1.2.2 Cat.的基本特性
✓ 直接经济效益:1$ Cat.= $ 195 prod
催化剂是化工技术的核心(II)
• 间接经济效益
✓ 广辟自然资源,促进技术革新; ✓大幅度降低产品成本,提高产品质量;
✓ 合成出用其它方法不能得到的产品。 ✓ 保护大气、水源和土圵,防止环境污染 ✓ 有效治理废渣、废水和废气的污染
• 没有Cat.,就没有现代化学工业,Cat. 是化学工业的基石。
1.1.2.典型事例
(一)合成氨Cat.
合成氨工艺重大历史意义
20世纪初Harber等开发出合成氨铁催化剂
N2+3H2
2NH3
CH4 + H2O
(天然气)
ΔH = -91.44 KJ/mol
3H2 + CO
CnHm + nH2O
(石油脑)
CO + H2O
(n+m/2)H2 + nCO
H2 + CO2
1.1.7 精细化工及专用化学品

催化剂工程导论

催化剂工程导论

第一章

1.催化剂的基本特性:1)催化剂能够加快化学反应速率,但本身并不进入化学反应的计

量;2)催化剂对反应具有选择性,即催化剂对反应类型、反应方向和产物的结构具有选择性;3)催化剂只能加速热力学上可能进行的反应,而不能加速热力学上无法进行的反应;4)催化剂只能改变化学反应的速率,而不能改变化学平衡的位置;5)催化剂不改变化学平衡,意味着对正方向有效的催化剂,对反方向的反应也有效。

2.催化剂按工艺与工程分类:多相固体催化剂,均相配合物催化剂,酶催化剂。

3.多相固体催化剂包括:主催化剂,共催化剂,助催化剂(结构助催化剂,电子助催化剂,

晶格缺陷助催化剂),载体,其他。

4.酶催化剂:高催化效率;选择性高;反应条件温和;可自动调节活性。

第二章

1. 固体催化剂的制备所需的单元操作:溶解,熔融,沉淀,浸渍,离子交换,洗涤,过滤,干燥,混合,成型,焙烧和还原。

2. 工业催化剂的传统制造方法:沉淀法,浸渍法,混合法,离子交换法,热熔融法。

3. 沉淀法分为:单组分沉淀法,共沉淀法,均匀沉淀法,浸渍沉淀法,导晶沉淀法。

4. 沉淀剂的选择原则:1)尽可能使用易分解挥发的沉淀剂;2)形成的沉淀物必须便于过滤和洗涤;3)沉淀剂的溶解度要大;4)沉淀物的溶解度应很;5)沉淀剂必须无毒,不应造成环境污染。

5. 沉淀带入的杂质的原因:表面吸附,形成混晶,机械包藏。

6. 沉淀形成的影响因素:浓度,温度,PH值,加料方式和搅拌强度。

7. 浸渍法:过量浸渍法,等体积浸渍法,多次浸渍法,浸渍沉淀法,喷洒流化法浸渍法,蒸汽相浸渍法。

催化剂工程的导论

催化剂工程的导论

第一章 1.1953年Ziegler-Natta 型催化剂的问世,是化工里程碑。 2.合成氨工业是最伟大的工艺开发:把催化剂理论和工艺实际相结合,解决了热力学、催化剂筛选、高压的问题。 3.Wachker :乙烯制备乙醛,采用纯乙烯和纯氧,催化剂原位再生,乙烯大量过剩,维持在爆炸极限上限操作,压力为0.3mpa ,温度为373K ,乙烯经纯化后再生,依稀的收率打95%. 4.催化剂的基本特性:a 催化剂能够加快化学反应速率,但本身并不进入化学反应的计量b 催化剂对反应具有选择性,即催化剂对反应类型、反应方向和产物的结构具有选择性c 催化剂只能加速热力学上可能进行的反应,而不能加速热力学上无法进行的反应d 催化剂只能改变化学反应的速率,而不能改变化学平衡的位置e 催化剂不改变化学平衡,意味着对正方向有效的催化剂,对反方向的反应也有效。 5.催化剂按工艺与工程分类:多相固体催化剂,均相配合物催化剂,酶催化剂。 6.多相固体催化剂包括:主催化剂,共催化剂,助催化剂(结构助催化剂,电子助催化剂,晶格缺陷助催化剂),载体,其他。 第二章 1.工业催化剂的传统制造方法:沉淀法,浸渍法,混合法,离子交换法,热熔融法。 2.沉淀法分为:单组分沉淀法,共沉淀法,均匀沉淀法,浸渍沉淀法,导晶沉淀法。 3.沉淀法的流程:两种以上的金属盐溶液-混合-沉淀剂-沉淀-晶型或非晶型的沉淀-洗涤干燥焙烧-研磨成型活化-催化剂。 4.共沉淀:将两个或多个组份同时沉淀。关键:T 、PH 搅拌程度,加料顺序 5.均匀沉淀:首先使沉淀金属盐溶液与沉淀剂母体充分混合,形成均匀的体系,调节温度和时间,逐渐提高PH ,是沉淀缓慢进行。关键:沉淀剂的选择温度和PH 的控制。 6.洗涤:沉淀法制备催化剂特有的操作 EG 、硝酸铝和氨水-中和-洗涤-老化-过滤-酸化-成型-干燥-煅烧-成品 7.沉淀剂的选择原则:a 尽可能使用易分解挥发的沉淀剂b 形成的沉淀物必须便于过滤和洗涤c 沉淀剂的溶解度要大d 沉淀物的溶解度应很e 沉淀剂必须无毒,不应造成环境污染。

催化原理复习大纲-应用化学

催化原理复习大纲-应用化学

“催化基础导论”课程复习大纲

绪论

知识点:催化作用的重要性

催化作用与催化剂

知识点:催化剂基本概念,作用特征,催化剂组成;

重点:

1.催化剂、催化作用、催化循环的表述方法。

2.催化剂的四个作用特征,催化剂如何加快化学反应速度;

3.熟悉催化剂的组成。

4.催化剂的性能指标。

问题:

1. 催化剂作用的特征有那些?催化剂能否改变化学平衡?

只加速热力学上可进行的反应

只能加速反应趋于平衡,而不能改变平衡的位置

对反应具有选择性

催化剂有一定的寿命

2. 催化剂是如何加快化学反应速度的?

使用催化剂是通过降低反应活化能来提高反应速率和控制反应方向的最有效方法

3. 催化剂为什么具有寿命?P22

4. 催化循环?P22

5. 催化剂的组成及其作用(载体、助催化剂的功能)?

活性组分,助催化剂(结构型和电子型),载体(载体的功能p24)

6. 一个好的工业催化剂应满足哪些条件?

一定的选择性,较高的稳定性,活性(工业上催化剂三因素的重要性顺序性:选择性>寿命>活性

7. 催化剂的活性、选择性的含义是什么?如何计算?

活性是指催化剂影响反应进程变化的程度

选择性是指所消耗的原料中转化成目的产物的分率,P28

8. 何为转化率、收率?如何计算转化率、收率和选择性?p27, p28

吸附作用与多相催化

知识点:多相催化反应步骤、吸附与吸附等温方程、吸附的应用

重点:

1. 多相催化的反应步骤

2. 吸附态及吸附化学键

问题

1. 多相催化反应包括哪几个步骤?P40

2. 何为控制步骤?何为动力学操作区?何为扩散操作区?

总反应速度主要决定于其中起阻滞作用最大的一步,这样的步骤一般称为速度控制步骤

催化剂工程复习整理

催化剂工程复习整理

第一章——工业催化剂概述

IUPAC 1976 定义:催化作用是靠用量很少而本身不被消耗的一种叫做催化剂的外加物质来加速化学反应的现象。催化剂是一种能够改变化学反应的速率,而本身又不参加最终反应的物质。

1.催化剂的基本特性

①催化剂能够加快化学反应速率,但本身并不进入化学反应的计量。

这里指的是一切催化剂的共性——活性,即加快反应速率的关键特性。由于催化剂在参与化学反应的中间过程后,又恢复到原来的化学状态而循环起作用,所以一定量的催化剂可以促进大量反应物起反应,生成大量产物。

②催化剂对反应具有选择性,即催化剂对反应类型、反应方向、产物结构具有选择性。选择性强调催化剂的专用性和特殊性,活性强调共性。

③催化剂只能改变化学反应的速率,而不能改变化学平衡的位置。

④催化剂只能加速热力学上可能进行的化学反应,而不能加速热力学上无法进行的化学反应。

⑤催化剂不改变化学平衡,意味着对正方向有效的催化剂,对反方向的反应也有效。

2.具有加氢功能的催化剂往往对脱氢过程也有活性?

对于任一可逆反应,催化剂既能加速正反应,也能同样程度的加速逆反应,这样才能使其化学平衡常数保持不变。因此,某催化剂如果是某可逆反应的正反应的催化剂,必然也是其逆反应的催化剂。设某可逆反应的化学平衡常数是Kr,其正、逆反应的化学反应速率常数分别为k1、k2,由物理化学可知Kr=k1/k2,又因为催化剂不能改变Kr,故它使k1增大的同时,必然使k2同比例的增大。

3.催化剂的分类

(1)根据聚集状态分类——固体,液体,气体

均相催化反应定义:当催化剂和反应物形成均一相时(气相均相催化反应:气体分子热分解反应;液相均相催化反应:碱催化的水解反应)

催化剂工程导论工业催化剂常规制备方法课件 (一)

催化剂工程导论工业催化剂常规制备方法课件 (一)

催化剂工程导论工业催化剂常规制备方法课

件 (一)

催化剂工程导论是近年来比较热门的工程学科,它涉及到制备催化剂的多个方面。其中,工业催化剂常规制备方法是催化剂工程导论的基础内容,下面,我们将针对该课程的主要内容进行分析。

一、催化剂工业制备方法的概述

在这一部分中,讲授催化剂工业制备方法的概念和催化剂生产的基础原理。我们将学习到在制备催化剂过程中,如何选择合适的原材料、制备催化剂的各种步骤,以及最终形成催化剂的特征。

二、催化剂工业制备方法的分类

在这一部分中,我们将学习到催化剂工业制备方法的分类,这是许多学习者非常关注的内容。根据工业催化剂的不同特点,我们可以将催化剂工业制备方法分为很多种类。

三、催化剂的物理化学特性分析

在制备催化剂的过程中,催化剂物理化学特性的分析是非常重要的。这种分析主要是通过表面化学分析、物质分析和形貌分析这三个领域进行的。在这一部分,我们将详细学习催化剂的各种物理化学特性,并将探究它们如何影响催化剂的性质及其性能。

四、催化剂在工业中的应用

在最后一部分,我们将学习到催化剂在工业生产中的应用。将分享一些真实的用催化剂制备某种产品的工业故事,并通过了解这些故事,让学习者了解催化剂制备的实用性。

综上所述,催化剂工程导论工业催化剂常规制备方法课程是非常重要的。学习这门课程将使学习者了解各种催化剂制备方法,包括更现代和先进的方法,因此,它也是催化剂工程导论课程的基础。学习者将获得催化剂工业制备方法的知识,了解各种催化剂的特性,并掌握如何在工业中应用催化剂及其性能。

催化剂工程导论05

催化剂工程导论05

• 二、X射线结构分析在Cat.研究中的应用

γ射线-X射线-紫外光

Байду номын сангаас
高速电子轰击阳极物质产生,X射线:连续
光谱,电子减速产生;特征光谱,能级跃迁

X射线结构分析-揭示晶体内部原子排列状
况最有力的工具。

主要用于测定晶体物质的物相组成,晶胞常
数,微晶大小;

比表面平均孔径、粒子大小分布的辅助测定;
2.3 催化剂微观(本体)性 质的测定和表征
• 催化剂微观(本体)性质:
• 表面活性,金属粒子大小及其分布,晶体 物相(晶相),晶胞参数,结构缺陷等;
• 催化剂表面的化合价态,电子状态,电子、 磁学性质等。
• 微观物性的测定和表征对分析催化现象的 实质及辅助催化剂开发设计都可能有相当 重要的参考价值。
• 动态法,快速、简便、连续。
• (一)差热分析(DTA)及应用
• 原理:ΔT=f(T) 或ΔT=f(t)
• 差热曲线: 见P146
• 基线:ΔT近似为零(AB及DE)
• 峰:BCD

吸热峰,试样温度低于参比物温度;
放热峰,试样温度高于参比物温度。
• 峰宽:两横轴垂线BBˊ和DDˊ间距离 。
• 峰高:CF(BD为内插基线)
• (一)催化剂微晶大小分布的测定和表征
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1、1976年国际纯粹及应用化学协会分布的催化作用的定义是什么?要求深刻理解其含义。答:催化作用是一种化学作用,是靠用量极少而本身不被消耗的一种叫做催化剂的外加物质来加速化学反应的现象。

2、什么是催化剂的基本特征?

答:(1)催化剂能加速化学反应速率,但本身并不进入化学反应的计量。

(2)催化剂对反应具有选择性,即催化剂对反应类型、反应方向和产物的结构具有选择性。

(3)催化剂只能加速热力学上可能进行的化学反应,而不能加速热力学上无法进行的反应。

(4)催化剂只能改变化学反应的速率,催化剂只能改变(或接近)这一极限所需要的时间,而不能改变这一极限的大小。

(5)催化剂不改变化学平衡,意味对正方向有效的催化剂,对反方向也有效。(对于任一可逆反应,催化剂既能正反应,也能同样程度地加速逆反应,这样才能使其化学平衡常数保持不变,因此某催化剂如果是某可逆反应的正反应的催化剂,必然也是其逆反应的催化剂。)

(6)寿命(催化剂的使用期限是有限的)。

3、根据聚集状态,如何对催化剂进行分类?答:(气体)、(液体)、(固体)。

4、按工艺和工程特点如何对催化剂进行分类?

答:多相固体催化剂、均相催化剂和酶催化剂三类。

5、主催化剂的定义是什么?

答:主催化剂是起催化作用的根本性物质。没有它,就不存在催化作用。

6、共催化剂的定义是什么?

答:共催化剂是和主催化剂同时起作用的组分。

7、助催化剂的定义是什么?

答: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。虽然助催化剂本身并无活性,但只要在催化剂中添加少量助催化剂,即可明显达到催化剂性能的目的。

8、助催化剂可分为哪几类?

答:(1)结构助催化剂(2)电子助催化剂(3)晶格缺陷助催化剂。

9、载体的定义是什么?(了解)

答:载体是固体催化剂所特有的组分,起增大表面积、提高耐热性和机械强度的作用,有时还能担当共催化剂或助催化剂角色载体是活性组分的分散剂、胶粘剂或支载物。

10、催化剂为什么具有催化剂活性?

答:是由于催化剂能降低化学反应的活化能;而它之所以能够降低活化能,则又是由于催化剂的存在下,改变了非催化剂反应的历程。

11、写出沉淀法的一般操作步骤。

答:沉淀法的一般操作是在搅拌的情况下把碱性物质(沉淀剂)加入金属盐类的水溶液中,再将生成的沉淀物洗涤、过滤、干燥和焙烧,制造出所需的催化剂粉末状前驱物。

12、单组分沉淀法用途是什么?(了解)

答:可以用来制备非贵金属的单组分催化剂或载体。

13、共沉淀法的用途是什么?

答:常用来制备高含量的多组分催化剂或催化剂载体。

14、选择沉淀剂有何原则?

答:(1)使用易分解挥发的沉淀剂。(2)沉淀物必须便于过滤和洗涤。(3)沉淀剂的溶解度要大,溶解度大的沉淀剂,可能被沉淀物吸附的量较少,洗涤脱除残余沉淀剂等也较快。(4)沉淀物的溶解度应很小,沉淀反应愈完全,原料消耗愈少。(5)沉淀剂必须无毒,不应造成环境污染。

15、沉淀形成的影响因素是什么?

答:(1)浓度。(2)温度。(3)PH值。(4)加料方式和搅拌强度。

16、何谓陈化?

答:沉淀在其形成之后一切不可逆变化称为沉淀的陈化。

17、如何减少或避免杂质的引入?

答:(1)针对不同类型的沉淀,选用适当的沉淀和陈化条件。(2)在沉淀分离,用适当的洗涤液洗涤。(3)必要时,进行再沉淀,即将沉淀过滤、洗涤、溶解,再进行一次沉淀。

18、干燥的目的是什么?

答:干燥是用加热的方法脱除除己洗净湿沉淀中的洗涤液。

19、焙烧的目的是什么?

答:(1)通过物料的热分解,除去化学结合水和挥发性物质,使之转化为所需要的化学成分,其中包括化学价态的变化。(2)借助固态反应、互溶、再结晶,获得一定的晶型、微粒粒度、孔径和比表面积等。(3)让微晶适度地烧结,提高产品的机械强度。

20、写出浸渍法的一般操作步骤?

答:沉淀法是将载体放进含有活性物质(或连同助催化剂)的液体(或液体)中浸渍(即浸泡)达到浸渍平衡后,将剩余的液体的除去,再进行干燥。焙烧活化等与沉淀法相近的后处理。

(可以判别操作步骤所用的方法,是浸渍法,混合法,热熔法的哪种)

21、与浸渍法相比,用离子交换法制备的催化剂有何有点?

答:与浸渍法相比,此法所负载的活性组分分散高,故尤其适用于低含量。高利用率的贵金属催化剂的制备。

22、沸石的组成是什么?(了解)

答:二氧化硅、三氧化二铝和碱金属。

23、简述沸石的一般制法。答:(水热合成法)和(碱处理法)。

24、比较下列各种催化剂尺寸大小的不同:

答:(1)固定床用催化剂:其强度、粒度允许范围较大,可以在比较广的条件范围内操作。

(2)移动床催化剂:直径一般为3~4mm或更大的球形颗粒。

(3)流动床用催化剂:直径一般为20~150um或更大直径的微粉或微球颗粒。

(4)悬浮床用催化剂:直径一般为微米级至毫米级的球形颗粒。

24、选择成型方法时要考虑什么因素?几种成型方法?

答:(1)成型方法的选择主要考虑两方面因素:a.成型前物料的物理性质 b.成型后催化剂的角度、化学性质。

a.成片成型

b.挤条成型

c.油中成型

d.喷雾成型d.转动成型

25、判定催化剂的质量和效率的指标是什么?(可能填空题)

答:活性、选择性和使用寿命。

26、写出转化率的定义式。

答: Xa=反应物A已转化的物质的量(mol)除以反应物A起始的物质的量(mol)乘以100% 27、何为空速?

答:空速在流动体系中,物料的流速除以催化剂的体积就是体积空速或质量空速,单位为s-1。

28、何为时空得率?

答:时空得率为每小时、每升催化剂所得产物的量该量虽然直观,但因与操作条件有关,因此不十分确切。

29、何为选择性?

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