催化理论-助剂

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稀土催化及助剂材料

稀土催化及助剂材料一、稀土催化及助剂材料的基本概念稀土元素是指周期表中第三个元素系列中的15个元素，包括镧系和钪系元素。

这些元素在地壳中分布极度不均匀，因此被称为“稀土”。

稀土元素具有较特殊的化学性质，包括较强的氧化还原能力、较高的催化活性和较大的化学活性等特点。

因此，稀土元素被广泛应用于催化反应和助剂材料中，成为现代化学领域中不可或缺的重要材料。

稀土催化及助剂材料是利用稀土元素作为催化剂或助剂来加速化学反应或改变反应路径的材料。

这些材料可以提高反应速率、增加产物选择性、减少反应温度或压力等，在化学合成、环境保护、能源转化等领域发挥着重要作用。

稀土催化及助剂材料因其独特的性能和广泛的应用前景而备受关注。

二、稀土催化原理稀土元素在催化反应中的作用主要是与底物、反应中间体和产物形成稳定或活化的配合物，从而改变反应的速率和产物选择性。

稀土催化反应包括氧化还原、加成、氢化、羰基化、亲核取代等多种类型，其催化原理主要包括以下几种：（1）配位效应：稀土元素在催化反应中与底物分子或反应中间体形成配合物，从而改变反应的速率和选择性。

这种配位效应可通过稀土元素的配位效应对反应底物的选择性作用，也可通过稀土元素催化剂对反应中间体的稳定性改善反应速率。

（2）氧化还原性质：稀土元素具有较强的氧化还原性质，可以在氧化还原反应中作为电子传递体参与反应过程。

稀土元素可在氧化还原反应中扮演氧化剂、还原剂或催化剂的角色，从而改变化学反应的方向和速率。

（3）酸碱性质：稀土元素及其化合物具有较强的酸碱性质，可以在酸碱催化反应中作为酸性或碱性催化剂参与反应过程。

稀土元素催化剂的酸碱性质可以对反应底物的活化和中间体的稳定性产生影响，从而影响反应速率和产物选择性。

稀土催化原理的研究有助于揭示稀土元素在催化反应中的作用机制，为稀土催化剂的设计和优化提供理论指导。

三、稀土催化及助剂材料的应用领域稀土催化及助剂材料在化学合成、环境保护、能源转化等领域有广泛的应用。

铜基催化剂的制备方法及其载体与助剂

铜基催化剂的制备方法及其载体与助剂XX XXXXXX木材干馏、粮食发酵等是早期获取醇类的主要途径，产量较小,仅被用作医疗、饮食、香料、染料等日用品的生产原料或溶剂，下面是**搜集整理的一篇探究铜基催化剂的制备方法的，欢迎阅读查看。

XX 1９２3年，德国BAＳFXX最早开发了以CO和H2为原料，在10～30MＰａ压力和ＺnO—CrO３催化体系作用下生产甲醇的工艺技术。

目前，合成气制甲醇是仅次于合成氨技术的第二大规模催化反应工艺。

XXXX 1９6６年,XXＩＣＩXX成功开发CuO—ZnO系催化剂的低压合成法；19７0年，德国ＬｕｒｇiXX成功开发GＬ—１04型ＣuO—ＺnＯ系催化剂的低压合成法;1972年，XXIＣＩXX成功开发ICI５1—２型CuＯ—ＺｎＯ系催化剂的中压合成法。

随后各国还开发了MGＣ法、BＡSF法、Toｐｓoe法,以及波兰、前XX等国的低压法.甲醇的大规模合成，推动了甲醇下游XX的快速。

在过去的几十年中，甲醇制汽油（MＴG，XXEｘｘonXXbｉlXX）、甲醇制低碳混和烯烃(MTO，中国**化学物理研究所)、甲醇制丙烯（MTP，德国LｕrgiXX）工艺相继开发成功，一定程度上缓解了石油**紧张的形势，尤其是在中国这样缺油、少气、多煤的XX,其重要性尤为突出.除甲醇外，乙醇、乙二醇等低碳醇在XX工过程中也得到了广泛应用，尤其是消耗量较大的燃料生产和聚酯纤维加工行业，对醇类的需求量与日俱增。

XX低碳醇类作为燃料具有减少温室气体排放、减少有毒物质排放、提高能源效率和降低燃料成本的独特优势。

以CO、羧酸、脂类等为原料,在催化剂作用下加氢生产低碳醇，引起了广泛关注和研究.羰基加氢反应要求催化剂具有较高的催化活化C=O键和氢键的能力。

可以活化氢键的金属包括钴(Cｏ)、镍（XX)、铷（Ｒｂ）、铑（Rh）、钯（Rb）、锇(Os）、铱(Ir）、铂(Ｐt）、钪（Sｃ）、钛(Ｔi)、锆(Ｚｒ)、铜（Cu)等。

催化原理

Fsw第一章1催化剂和催化作用催化剂：是一种能够改变一个化学反应的反应速度，却不改变化学反应热力学平衡位置，本身在化学反应中不被明显地消耗的化学物质催化作用：是指催化剂对化学反应所施加的作用。

具体地说，催化作用是催化剂活性中心对反应物分子的激发与活化，使后者以很高的反应性能进行反应。

2催化剂性能指标：催化活性、选择性、产物收率、稳定性或寿命第二章1.吸附现象：当气体与清洁的固体表面接触时，在固体表面上气体的浓度高于气相．这种现象称为吸附现象。

被吸附的气体称为吸附质。

吸附气体的固体称为吸附剂。

吸附平衡：当吸附过程进行的速率与脱附过程进行的速率相等时，表面上气体的浓度维持不变，这样的状态。

2..3.化学吸附态：是指分子或原子在固体催化剂表面进行化学吸附时的化学状态、电子结构及几何构型。

4.画出Langmuir等温线，Langmuir的假设：1、吸附的表面是均匀的，各吸附中心的能量同构；2、吸附粒子间的相互作用可以忽略；3、吸附粒子与空的吸附中心碰撞才有可能被吸附，一个吸附粒子只占据一个吸附中心，吸附是单分子层的；4、在一定条件下，吸附速率与脱附速率相等，从而达到吸附平衡。

Langmuir吸附等温式：第三章1.比表面积：每克催化剂上具有的表面积称为比表面积2.BET理论的假设:1、吸附的表面是均匀的；2、吸附粒子间的相互作用可以忽略；3、多层吸附，各层间吸附与脱附建立动态平衡。

3.比孔容：每克催化剂颗粒内所有的体积总和称为比孔体积，或比孔容，以Vg表示。

4.孔隙率：催化剂的孔体积与整个颗粒体积的比，以θ表示。

5.中孔：中孔，指半径在(2—50)nm。

6.接触角：在液体和固体接触处，分别作液体表面和固体表面的切线，这两条切线在液体内的夹角称为接触角。

（会画）第四章1.多相催化反应过程分析:(1)反应物分子从气流中向催化剂表面和孔内扩散；(2)反应物分子在催化剂表面上吸附；(3)被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；(4)反应产物自催化剂表面脱附；(5)反应产物离开催化剂表面向催化剂周围的介质扩散。

国自然催化剂合成路线

国自然催化剂合成路线
1.设计阶段：
-理论设计：基于目标反应和催化机制的理解，通过理论计算（如DFT计算）预测并设计可能的高效催化剂结构。

-材料选择：选择合适的活性组分、载体材料和助剂等。

2.合成与制备阶段：
-均匀沉淀法：通过溶液中的化学反应生成金属盐或金属氧化物前驱体，然后通过热处理转化为所需的催化剂成分。

-溶胶-凝胶法：将金属化合物溶解于溶剂中形成溶胶，经过干燥和热解得到多孔性良好的催化剂。

-浸渍法：将活性组分负载在载体上，例如通过离子交换、共沉淀等方式将金属离子吸附到载体表面，再经还原处理。

-共蒸发法、原子层沉积（ALD）、化学气相沉积（CVD）等物理化学方法精确控制薄膜催化剂的制备。

-分子筛合成：如合成沸石分子筛，采用水热合成或干胶转化法制备具有特定孔道结构的催化剂。

3.成型与后处理：
-成型：将合成的催化剂粉末通过压片、挤条、喷雾造粒等方式制成具有一定形状和强度的催化剂颗粒。

-热处理：包括焙烧、还原、硫化等过程，使催化剂达到所需的晶相结构和活性状态。

4.表征与优化：
-表征：使用X射线衍射（XRD）、透射电镜（TEM）、扫描电镜（SEM）、X射线光电子能谱（XPS）、比表面积（BET）测定等多种手段分析催化剂的形貌、组成和结构。

-性能测试：在模拟或实际反应条件下评估催化剂的催化活性、选择性和稳定性。

催化裂化催化剂主要成分

催化裂化催化剂主要成分催化裂化是石油炼制过程中的重要环节，它通过在高温高压条件下将重质石油馏分转化为轻质石油产品，如汽油、柴油和液化石油气等。

催化裂化催化剂是催化裂化过程中的关键因素之一，它能够促进反应的进行，提高产率和选择性。

催化裂化催化剂的主要成分包括活性组分、载体和助剂。

活性组分是催化裂化催化剂的核心，它能够提供活性位点，促进反应的发生。

常见的活性组分主要包括铂、钯、镍、铜等贵金属和铁、铬、钼等过渡金属。

这些活性组分具有较高的催化活性和选择性，可以加速重质石油馏分的裂化反应，生成轻质石油产品。

载体是催化裂化催化剂的基础支撑材料，它具有较高的比表面积和孔隙结构，能够提供充足的催化活性位点，并且具有良好的稳定性和耐热性。

常见的载体材料主要包括氧化铝、硅铝酸盐、硅钢等。

这些载体材料具有较高的比表面积和孔隙体积，能够提供足够的催化活性位点，并且具有良好的稳定性和耐热性。

助剂是催化裂化催化剂的辅助成分，它能够改善催化剂的性能和稳定性，提高催化反应的效率和选择性。

常见的助剂主要包括稀土氧化物、硫酸铵、钾盐等。

这些助剂能够增加催化剂的酸性和碱性，提高催化剂的热稳定性和抗积碳性能，从而改善催化裂化反应的效果。

催化裂化催化剂的制备过程通常包括活性组分的负载、载体的制备和助剂的添加。

活性组分的负载是将活性组分与载体进行物理或化学吸附，使其均匀分散在载体的表面，增加催化剂的活性位点。

载体的制备是通过合成和煅烧等工艺，将原料转化为具有良好孔隙结构和稳定性的载体材料。

助剂的添加是在载体上加入一定量的助剂，通过改变催化剂的酸碱性质和热稳定性，提高催化剂的性能和稳定性。

催化裂化催化剂的性能主要取决于活性组分的选择和负载量、载体的比表面积和孔隙结构、助剂的种类和添加量等因素。

合理选择催化剂的成分和制备工艺，可以提高催化裂化反应的效率和选择性，降低能耗和环境污染。

因此，催化裂化催化剂的研究和开发对于石油工业的发展具有重要意义。

催化原理_基本概念和常用术语

基本概念和常用术语1. 活性：指物质的催化作用的能力，是催化剂的重要性质之一。

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（催化剂的重要性质之一，指在能发生多种反应的反应系统中，同一催化剂促进不同反应的程度的比较。

）比活性：比活性（单位表面反应速率）,取决于催化剂的组成与结构分散度：指催化剂表面上暴露出的活性组分的原子数占该组分在催化剂中原子总数的比例，即D=ns（A）/nt（A）。

TOF ：单位时间内每摩尔催化剂（或者活性中心）上转化的反应底物的量。

2. 空速：指单位时间内通过单位质量（或体积）催化剂的反应物的质量（或体积）WHSV ：每小时进料的重量（液体或气体））/催化剂的装填重量空时收率：以“空时”作为时间的基准来计量所获得产物的收率。

对于大多数反应器，物料在反应器中的停留时间或反应时间是很难确定的。

在工程上经常采用空间速率的倒数来表示反应时间，称为“空时” 。

空时收率大，表示过程和反应器有较高的效率。

3. 化学吸附：过电子转移或电子对共用形成化学键或生成表面配位化合物等方式产生的吸附。

表面覆盖率：指单层吸附时，单位面积表面已吸附分子数与单位面积表面按二维密堆积所覆盖的最大吸附分子数之比。

朗格缪尔（Langmuir ）吸附：1916 年，朗格缪尔从动力学的观点出发，提出了固体对气体的吸附理论，称为单分子层吸附理论，该理论的基本假设如下：（1）固体表面对气体的吸附是单分子层的；（2）固体表面是均匀的，表面上所有部位的吸附能力相同；（3）被吸附的气体分子间无相互作用力，吸附或脱附的难易与邻近有无吸附分子无关；（4）吸附平衡是动态平衡，达到吸附平衡时，吸附和脱附过程速率相同。

定位吸附：被吸附物从一个吸附中心向另一吸附中心转移需克服能垒。

当吸附物不具有此能垒能量时不能向另一吸附中心转移，即为定位吸附。

非定位吸附：若固体表面上不同区域能量波动很小，没有吸附中心，被吸附物在表面上的转移不需克服能垒，即为非定位吸附。

合成氨催化剂助剂

合成氨催化剂助剂是指在合成氨反应中，用于改善催化剂性能和提高反应效率的辅助物质。

常见的合成氨催化剂助剂包括以下几种：
1. 促进剂：促进剂可以增加催化剂的活性和选择性，提高合成氨反应的速率和产率。

常用的促进剂包括钾、铁、铝等金属物质。

2. 稳定剂：稳定剂可以增强催化剂的热稳定性和抗中毒性能，延长催化剂的使用寿命。

常用的稳定剂包括铝、钾、铁等金属物质。

3. 活性剂：活性剂可以增加催化剂的表面活性位点数目，提高反应速率和选择性。

常用的活性剂包括铝、钾、铁等金属物质。

4. 阻垢剂：阻垢剂可以防止催化剂表面结垢和积碳，保持催化剂的活性和选择性。

常用的阻垢剂包括铝、钾、铁等金属物质。

5. 载体：载体是催化剂助剂的基础，可以提供催化剂活性位点的支撑和固定。

常用的载体包括氧化铝、硅胶、硅铝酸等。

这些合成氨催化剂助剂可以根据具体的反应条件和催化剂性质进行选择和调整，以达到最佳的催化效果。

催化剂和助剂使用管理规定

催化剂和助剂使用管理规定
1.催化剂和助剂的选择：
在选择催化剂和助剂时，需要考虑反应的性质和需求。

应选择具有高催化活性、稳定性好、易分离和回收的催化剂和助剂。

2.储存和包装：
3.安全操作：
使用催化剂和助剂时，必须戴上适当的个人防护装备，如手套、护目镜等。

避免直接接触皮肤和吸入其粉尘或溶液。

使用过程中应遵循安全操作程序，如规定反应温度、时间、压力等。

4.废弃物处理：
废弃的催化剂和助剂需要经过适当处理，不能直接倾倒到环境中。

根据当地法规，选择正确的废弃物处理方法，如回收、再利用或通过专业机构进行处理。

5.监测和维护：
6.记录和报告：
使用催化剂和助剂的过程中，需要详细记录相关数据和观察结果，如反应条件、曝光时间、效果等。

这些记录对于后续的研究和工程应用非常重要。

如果出现任何意外事故或异常情况，应及时向上级报告。

7.培训和教育：
总之，催化剂和助剂的使用和管理规定是为了保障工作安全、提高效率和降低环境风险。

遵守这些规定，能够更好地保护人员和环境的安全，确保催化剂和助剂的有效使用。

助剂知识

增塑剂的作用机理：①.润滑理论润滑理论认为，树脂能够抵抗形变（刚性）是因为分子间有磨擦力。

增塑剂能起润滑剂作用，促进大分子间或者分子链间的运动。

增塑剂仅仅降低分子间的作用力，因此只能引起部分增塑。

②.凝胶理论凝胶理论认为，聚合物抗形变由于内部存在着三维蜂窝状结构或者凝胶所致。

这种凝胶是由于在聚合物分子链间或多或少发生粘着而形成的。

由于分子吸咐点常集中在一块，因此软质塑料或者硬质塑料中的蜂窝是很小的。

这种蜂窝弹性极小，很难通过物体内部的移动使其变形。

增塑剂进入树脂中，沿高分子链产生许多吸咐点，通过新的吸咐而松弛破坏原来的吸引力，并替代了聚合物分子内的引力中心，使分子容易移动。

③.溶剂化理论基于胶体化学。

增塑剂的溶剂化和溶胀能力取决于3种分子间作用力。

增塑剂/增塑剂，增塑剂/聚合物，聚合物/聚合物之间的力。

增塑剂应该是小分子，对聚合物分子应该有一定的吸引力，而该力要小于聚合物/聚合物之间的作用力。

增塑剂/增塑剂间的力越低，越能发挥增塑剂的效能。

增塑剂也不应该太小，否则容易挥发。

④.极性理论极性理论认为，在增塑剂分子﹑聚合物分子和增塑剂/聚合物分子之间必须很好的平衡，以确保凝胶是稳定的。

因此增塑剂必须是含有一个或者多个与特定聚合物极性相匹配的极性或者非极性基团。

即以上提出的聚合物的结晶度。

增塑剂的作用2、热稳定剂如果不加说明，热稳定剂专指聚氯乙烯及氯乙烯共聚物加工所使用的稳定剂。

聚氯乙烯及氯乙烯共聚物属热敏性树脂，它们在受热加工时极易释放氯化氢，进而引发热老化降解反应。

热稳定剂一般通过吸收氯化氢，取代活泼氯和双键加成等方式达到热稳定化的目的。

工业上广泛应用的热稳定剂品种大致包括盐基性铅盐类、金属皂类、有机锡类、有机锑类等主稳定剂和环氧化合物类、亚磷酸酯类、多元醇类、个二酮类等有机辅助稳定剂。

由主稳定剂、辅助稳定剂与其他助剂配合而成的复合稳定剂品种，在热稳定剂市场具有举足轻重的地位。

热稳定剂的作用机理：①、捕捉游离HCl小分子，抑制并消除它的自动催化作用；②、限制双键共轭体系的形成，减少色变；③、置换聚氯乙烯分子中不稳定的烯丙基氯原子或叔碳位氯原子，改变了主链的分子结构，抑制脱氯化氢；④、捕捉自由基，阻止氧化反应。

第十三章催化剂及各种助剂

催化剂及各种助剂
邻苯二甲酸二辛酯为无色无臭液体。密度0.9861 g/cm3 （20℃），熔点－55℃，沸点390℃。不溶于水，溶于乙醇、乙醚、矿物油等有机溶剂。
邻苯二甲酸二辛酯是使用最广泛的增塑剂，与大多数合成树脂和橡胶有良好的相溶性。广泛应用于聚氯乙烯各种软制品的加工，如薄膜、薄板、人造革、电缆料和模塑品等。本品还可以用于硝基纤维素漆，使漆膜具有弹性和较高的抗张强度。
⒁ 油品用添加剂包括防水、增黏、耐高温等种类，汽油抗震、液力传动、变压器油、刹车油添加剂等。
⒂ 电子工业专用化学品包括显像管用碳酸钾、氟化剂、助焊剂、石墨乳等。
⒃ 纸张用添加剂包括增白剂、补强剂、防水剂、填充剂等。
⒄ 其它助剂如玻璃防霉（发花）剂、乳胶凝固剂等。
催化剂及各种助剂
三、催化剂及助剂的应用 1．催化剂的应用催化剂的应用主要体现在工业催化、化学加工、化学制药以及环境保护等方面。催化剂在工业催化方面主要应用于石油炼制、催化裂化、催化重整、加氢裂化、加氢重整以及烷基化等工业过程。在化学加工方面主要应用于聚合、烷基化、加氢、脱氢、氧化以及合成气体等化学反应过程。在环境保护方面主要应用于汽车尾气的处理和工业废气的净化。随着科技的发展，催化剂在工业上的应用也日益广泛，而且逐渐渗透到其它科技领域，如生命科学领域。将来，催化剂在工业生产中必然扮演更重要的角色。
催化剂及各种助剂
常用的催化剂有二氧化硅、氧化铝、氧化铁、氧化镁、五氧化二钒等氧化物催化剂，沸石、分子筛等硅铝酸盐催化剂，铂、银、铜、锌、钛、钒、铬、钼、铁、镍、铑、钯等金属催化剂，镍、钯、钴、铑、钌的配位化合物催化剂，冠醚和高分子化合物等有机催化剂，以及固定酶、环糊精等。
除了以上催化剂外，还有一些物质若单独使用对于某种反应并没有催化作用，但却能使催化剂的活性显著增强，这种物质叫做助催化剂。

第四章-催化剂载体及助剂

第四章载体和助剂
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。

助剂的化学结构和作用机理

助剂的化学结构和作用机理助剂是指在工业生产过程中，为了改善产品的某些特定性能（如加速反应速度、调整流动性等），而将少量的辅助物质加入到原料或者反应系统中的一类化学品。

在许多工业生产中，助剂发挥着至关重要的作用，因此对于助剂的化学结构和作用机理的研究显得尤为重要。

本文将详细探讨助剂的化学结构与作用机理。

一、助剂的化学结构助剂的化学结构因其用途不同而千差万别，一般是一些具有较强亲水或亲油性的无机或有机分子。

下面将从三个方面介绍助剂的化学结构。

1. 亲水性助剂当在化学反应过程中，产生了相对较大的水分子，而反应难以继续时，就需要添加亲水性助剂。

这里举草酸钠为例，草酸钠是一种白色有毒的晶体，化学式为Na2C2O4，其分子结构中含有两个极性较强的羧基和两个亚甲基。

当草酸钠溶于水中时，羧基会与水分子形成氢键，从而提高体系的亲水性。

此外，草酸钠还可以作为氧化剂，将可还原物氧化为氧化产物。

2. 亲油性助剂在某些反应中，产生了相对较大的油滴，反应难以均匀进行而需要添加亲油性助剂。

以二甲苯为例，二甲苯是一种无色透明、易燃液体，具有亲油性。

当在溶液中加入二甲苯作为助剂时，二甲苯会在烷基乙基酮中形成非极性微团，并有助于改善乳液的质量，促进反应的完成。

3. 催化剂催化剂也是一种助剂，其添加能够加速反应、提高反应效率或选择性。

单独的催化物种往往不能产生与之反应的化学键，因此需要添加一定量的助剂。

以镍铝催化剂为例，其催化剂主要由氧化铝和稀土氧化物构成。

而添加的助剂分为稳定助剂和促进助剂两类。

稳定助剂主要是指钾、钠、镁等元素，它们的主要作用是降低催化剂的烧过程中的温度，防止催化剂过早失效。

促进助剂主要是氯化钾、氧化钾、氢氧化钠等，它们对催化剂反应活性有重要影响，在反应中可发挥重要作用。

二、助剂的作用机理助剂的作用机理主要可以分为以下三种。

1. 推动化学反应助剂中的分子与反应物和反应物分子之间的相互作用导致了反应物分子的重排或重新组合。

工业催化原理真题

工业催化原理真题一、名词解释1.互补原理；2.施主能级；3.反式影响；二、填空1.助催化剂为本身无活性或活性较小，加入少量后，可大大提高Cat.的活性、选择性、寿命、稳定性等性能的物质。

助催化剂可分为：结构性助剂、调变性助剂、晶格缺陷性助剂、扩散性助剂。

2.在八面体场中，若d 轨道填充电子为6个时，其晶体场稳定化能为 4 或 24 D q 。

3.若某金属催化剂原子排布方式为面心立方结构，那么其配位数为 12 ；若在晶体表明沿着三个不同的晶面(100)、(110)、(111)切开，其表面原子的配位数分别为 8 、 9 、 7 。

4.请写出酶催化剂中基团之间的作用形式（即次级键的类型）：氢键、疏水键、范德华力、配位键、离子键。

5.正离子填充八面体空隙的条件是 0.414 < r +/r - < 0.732 ，在NaCl 晶体中，正离子半径r + = 0.94，负离子半径r - = 1.80，正离子填充八面体空隙，填充率为 100% 。

6.气态碱可以测酸的酸强度和酸浓度，但不能测酸类型。

三、简答1.按照能带理论，s 能带电子云密度小于d 能带电子云密度，s 能带带宽却大于d 能带带宽，请解释为什么会出现这种情况。

2.已知某插入反应的反应方程式如下所示，其过渡态分别是什么？212P A P 1-1k k k A 3.根据下图所示内容判断基元化学反应类型，①A 和B 1属于何种基元化学反应，其中A 起什么作用；②A 和B 2属于何种基元化学反应，其中A 起什么作用。

4.观察下列两种配合物，判断哪一种配合物中的Pt —Cl 键长更长，说明理由。

四、综合题1. 两个催化剂k 1，k 2，在一个多催化反应体系中均起催化作用，其反应途径如下所示，两催化剂起什么催化作用？其一般的催化反应机理和催化循环过程示意图是什么?2.已知某化学反应为A+B 2C ，其反应机理如下： 12-1-23-4-34k k k k k k k k A+S ASB+S BS AS+BS CS+C CS C+S若脱附步骤为控制步骤，则回答下列问题：（1）试推导动力学方程；（2）若S A B P p =p =2；k 1，k 2，k 3/k -3，k 41，试求初始反应速率r 初和总压p s 之间的关系。

催化原理(2)02

物质结构、组成、表面形貌、表面结构、表面组成
负载型催化剂微区A
物质结构、组成、表面形貌、表面结构、表面组成
催化剂的研究开发与催化剂的构造层次
• 综上所述，每个构造层次都会对催化剂的催
化性能产生影响，因此一个优良的催化剂往往具有这四个构造层次的最优配置。 • 不同的研究目的及其催化剂的开发，对这四个构造层次的着重点不同，
积为催化剂的活性表面积。
4、构成催化剂内外表面的物
质结构和组成
• 催化剂的表面仅是反应物与催化剂相接触的界面，它本身不可能与反应物分子发生化学作用，使其活化。
• 第四层次：构成这些表面的物质结构、表面形
貌、表面结构、表面组成、活性组份原子或离子的排布方式才是真正起催化作用的原因。
非负载型催化剂微区A
Pt重整催化剂Pt-Sn/γ-Al2O3中，活性组份由Pt和γAl2O3组成，这种催化剂也称之为双功能催化剂。
• 2、助催化剂，简称：助剂
催化剂中那些少量的无催化活性或极低催化活性的物质，它的存在极大地改善了催化剂的活性、选择性和稳定性，这样物质称之为：
助催化剂。
调变性助剂，或称：电子性助剂结构性助剂提高催化剂稳定性助剂
• 催化剂的形状常见有：园柱形（实心园柱形、拉西环状）；球形；粒形；其它特殊形（如：挤条状、蜂窝状、星形状等）
Pellet
Ring
Extrudate. Sphere
Fragment Pellet with several chanels.
Monolith.
2、催化剂的孔及其孔结构
从催化剂固体的内部看，催化剂内存在着许
许多多的大小不一的孔。
孔半径(nm) 测定方法

第三章—助催化剂和载体的选择和设计

当使用颗粒较大催化剂时，微孔对反应介质扩散所产生的阻力，在某些反应里将影响整个反应的速率；常用的扩散助剂
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。