催化剂制备与表征之欧阳家百创编

催化原理考试复习题

欧阳家百（2021.03.07）

一概念

离子交换法：利用载体表面存在着可进行离子交换的离子，将活性组分通过离子间的变换而附载在载体上的方法。

化学键合法：通过化学键(离子键、共价键、配位键)把络合物催化剂与高分子载体相结合的过程。

吸附法：利用载体对活性组分的吸附作用来制备负载型催化剂的方法。

超均匀共沉淀：是将沉淀分两步进行，首先制备盐溶液的悬浮层，并将这些悬浮层立即混合成为超饱和溶液，然后由超饱和溶液得到均匀沉淀。

二、填空

1.沉淀老化时，颗粒长大方法有：再凝结、凝聚

2.正加法加料时，溶液的 PH值由低到高

3.竞争吸附时，当反应由外扩散控制时，球形催化剂上活性组分的分布以蛋壳型为益，由动力学控制时，均匀型为益

三、简答题

1.固体催化剂制备方法：①原料准备②催化剂(母体)的制备③成型

④活化

2.催化剂制备可粗分为：干法和湿法

干法包括热熔法、混碾法与喷涂法

湿法包括胶凝法、沉淀法(共沉淀法，均匀沉淀法和超均匀沉淀法)、浸渍法、离子交换法、沥滤法。

3.催化剂在工业得到应用满足的条件

★催化性能:具有良好的活性,选择性和稳定性

★机械性能:有一定的机械强度，合适的形状，颗粒大小和分布

★有一定的抗毒性能:最好能活化再生，使用寿命长

★催化剂制备方面:要求原料能稳定供应，制备工艺能适合于大规模工业生产，环境友好，最好无"三废"污染。

4.选择原料的基本原则：

A原料中要包括催化剂所需要的全部组分，同时也要考虑到原料中的杂质能适合生产中的要求。

B原料中不含对催化剂有害的成分，或对环境有污染的成分

C来源充足，价格便宜

D使用活性组分含量高，用量少的原料。

5.催化剂组成的表示方法:

固体催化剂…主催化剂，助催化剂，载体

配合物催化剂～助催化剂和助催化剂

酶催化剂:酶蛋白和辅酶

6.金属溶解一般选用稀HNO3原因:

★大多数金属(除Au,Pt)可溶解在硝酸中制成硝酸盐

★NO3在加热时，能除去，不会使之留在催化剂中。

★节省原料角度，稀硝酸好

★溶液制好后，还要加碱中和沉淀，所以过剩酸量越少越好。

7.提高盐类在溶剂中的溶解度措施有:

★提高温度

★利用生成弱电解质的方法

★利用氧化还原法

★利用生成络合物的方法

8.提高盐类在溶剂中溶解速度的措施

★升高温度

★增加颗粒表面积

★加强搅拌

9 沉淀法制催化剂的工艺过程示意图：

10.沉淀法制备催化剂，沉淀剂满足的条件：

★尽可能使用易分离并含易挥发成分的沉淀剂。

★形成的沉淀物便于过滤和洗涤

★沉淀剂的溶解度应大一些

★形成沉淀剂的溶解度应小些

★沉淀剂必须无毒，不应使催化剂中毒或造成环境污染。

★不带入不溶性杂质，以减少后处理的困难。

11.晶体成核的好坏与晶核生长速率与晶核长大速率的关系：

如果晶核的生长速率大大超过晶核长大的速率，则溶质分子很快聚集为大量的晶核，溶质分子浓度迅速下降，溶液中没有更多的分子聚集到晶核，溶质分子浓度迅速下降，溶液中没有很多的分子聚集到晶核上，于是晶核迅速聚成细小的无定形颗粒，这样就

会得到非晶形成沉淀，甚至胶体；反之，如果晶核长大的速率大大超过晶核的生成速率，溶液中最初形成的晶核不是很多，更多的离子以晶核为中心，依次排列长大而生成颗粒较大的晶形沉淀。

12.晶形沉淀的形成条件：

★沉淀应该在适当稀溶液中进行

★沉淀时，沉淀剂应该在不断搅拌下均匀而缓慢的加入。

★沉淀应在热溶液中进行

★沉淀应放置熟化

13.溶解度在10-6-10-12之间的氢氧化物，沉淀物的初始离子大小基本相同？

溶解度在10-6-10-12的氢氧化物，溶解度很小，而平常配置溶液的浓度为0.01～1m数量级，大大高于其溶解度，即C o-C很大，溶液的过饱和度很大。所以胶核生成速度很快，而胶粒生成的控制步骤不是离子在晶体表面的表面反应速度，而是由溶质的扩散速度控制，只要浓度相同，上述许多离子扩散速度都差不多。因此，他们的初始离子的大小基本一致，都在40+10A°.

14.胶体的双电层理论:

在胶体溶液中，固液界面处，固体表面由于由于电离或吸附离子而带电。而在固体表面的周围分布着与它电性相反电荷相等的离子，称为反离子。由于运动和扩散，最靠近固体表面的离子层浓度大，以后逐渐稀少，在距离固体表面d处，达到溶液的平均浓度。

15.增液溶胶稳定的原因:

★溶胶动力稳定性，胶粒的布朗运动

★胶粒带电的稳定作用

★溶剂化的稳定作用

16.导致溶胶凝结的措施:

★电解质作用a加入与胶粒电荷相反的离子b 加入相同价数的离子

★其他憎液溶液的相互凝结提高胶体浓度提高温度加入高分子化合物

17.沉淀老化过程主要发生的现象

主要发生颗粒长大，晶型完善，凝胶脱水收缩等现象。

18.沉淀法制催化剂，带入杂质的原因：

★表面吸附★形成混晶★生成共沉淀★机械包藏

19沉淀法制备催化剂，加料方式:

★正加法★反加法★并流加料

20 沉淀再凝结和聚结的原理

再凝结时

沉淀和溶解在母液是动态平衡的过程，生成的晶体不规则，带有许多缺陷，大小颗粒同时存在，由公式ln(C*/C。)=26M/ρRTr

颗粒越小，溶解度越大，大颗粒对小颗粒处于相对饱和，小颗粒逐渐溶解，大颗粒从表面沉淀下来。

聚结颗粒相互接触合并长大，因为凹液面上的饱和蒸汽压小于平面的饱和蒸汽压，凹液面半径越小，平衡蒸汽压越小，溶解度越