工业催化的25题答案

1.多相催化的反应步骤 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吸附.
3.被吸附的反应物分子在催化剂表面相互作用或与气相分子进行化学反应.
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像催化剂周围的介质扩散
2.生物催化反应的特征 催化效率极高（传统化工催化剂用量0.1-1%，酶用量%.2.选择性极高（相对/绝对专一性）一种酶只能催化一种底物，（绝对专一性）一种酶能催化一类结构相似的底物.
3.催化条件极温和常温，常压，PH=5-89（通常在7）
3选择性催化还原 是对下游工质的一项处理工艺.其原理就是在含有的尾气中喷入氨，尿素或者其他含氮化合物，使其中的还原成和水
4.三效催化剂载体涂层及其要求 涂层：具有高比表面积的无机氧化涂层(20-100 ) 也叫第二载体（真正的核心技术所在）常用 等及复合物。

对涂层的要求 1.有较高的热稳定性.2.增强涂层中某个重要组分的热稳定性 如3.协助或改善催化剂组分的功能
5.酶抑制剂作用及机理 失活作用： 次级键被破坏，导致空间构相变化，酶蛋白变质 抑制作用： 酶的必需基因受某种化学物质影响，导致火性降低。

去激活作用： 用螯合剂可去除能激活酶的金属离子
6.催化剂失活的主要种类及原因 中毒 催化剂的活性和选择性由于受到少数杂质作用而显著下降的现象。

积碳 催化剂在使用过程中，逐渐在表面沉积一层炭质化合物，减少了可利用的表面积，引起催化剂活性衰退的现象。

烧结，挥发和剥落。

烧结 催化剂长期处于高温下操作，融结而导致晶粒长大，减少了活性金属的比表面积，使活性降低。

7.简述载体的功能 提供适宜的比表面积和孔结构 维持催化剂的形状和机械强度 改善催化剂热传导性 提高催化剂活性组分分散度减少含量 提供附加活性中心 活性组分和载体的溢流现象和强相互作用
9.d带穴玉催化剂活性金属能带模型提供了d带穴概念，并将它与催化剂活性关联起来。

D空穴越多，d能带中未占用的d电子或空轨道越多，磁化率越大，磁化率与金属催化剂活性有一定的关系，随金属和合金的
结构以及负载情况而不同。

从催化剂的角度来看，d带穴的存在，是只有从外界接受电子和吸附物种并与之成键的能力。

但也不是d带空穴越多，其催化能力越大。

因为过多可能造成吸附太强，不利于催化反应。

10.浸渍法制备催化剂如何进行浸渍液的配制1成分要求：活性组分易溶盐溶液，如硝酸盐、铵盐、有机盐等；焙烧时分解为所需要的活性组分，或在还原后变成金属活性组分；无用组分、有毒物质在热分解或还原过程中挥发除去2浓度控制
11.简述TiO2作为光催化剂的催化原理吸收光子能量后,价带上电子跃迁到导带上，原价带形成正空穴。

跃迁电子和正空穴极不稳定，极易使周围氧化或还原。

12.茂金属催化剂的特征及结构a聚合活性极高b活性中心单元c均相茂金属活性寿命长，在空气中稳定。

三种结构：1以两个 环戊二烯基夹持过度金属的烷基化合物或卤化物，其中环戊二烯基可用双茂基或双芴基取代2桥链结构式茂金属催化剂，用两个烷基连接环结构，防止环旋转3限制几何结构式茂金属催化剂，采用一个环戊二烯，用氨基取代另一个环戊二烯，然后用烷基或硅烷基桥链。

13.多相催化反应过程化学吸附及其特点化学吸附石借助于化学键力，遵从化学热力学和化学动力学的传统规律，具有选择性特征，吸附热大，在低温时，化学吸附速率很小，随着温度升高，吸附速率明显增大，化学吸附可能是可逆的或不可逆的。

化学吸附为单分子层吸附，具有饱和性。

化学吸附需要一定的活化能。

15.离子交换树脂的催化应用实例（1）醇与烯烃的醚化反应（2）酯化反应3烷基化反应4阴离子交换树脂是碱催化的优良催化剂 。

16.丙烯脱氢环化制苯催化剂的设计 传统的生产采用甲烷和丙烯烷基化，采用磷酸或AL作催化剂。

两种催化剂都具有腐蚀性，且衍生出污染环境的废弃物。

现在采用分子筛催化剂，即是环境友好的，又获得高收率产物。

新合成法的废弃物少、能耗少、使用无腐蚀的催化剂。

17.选择性催化还原方法（SCR）及其原理 其原理就是在含有NOx的尾气中喷入氨，尿素或者其它含氮化合物，使其中的NOx还原成N2和水。

还原反应在较高的温度范围（850—1100℃）内进行，不需要催化剂，称为选择性非催化还原（SNCR）；还原反应在较低的温度范围（315—400℃）内进行，需要催化剂，称之为选择性催化还原（SCR）。

18.简述钴钼加氢脱硫催化剂的活性测试原理和方法 原理：加氢脱硫催化剂主要用于脱出烃类中的有机硫。

在一定条件下，有机硫化物能被加氢脱硫催化剂转化为无机硫，从烃类中清除净化。

并以噻吩的转化率作为指标衡量催化剂的活性。

方法:一是以轻油为原料，配以一定量的噻吩，在一定的工艺条件下测定噻吩的转化率；另一种是直接以轻油为原料，在一定的工艺条件下测定经催化转化后轻油的净化度，要求轻油
有机硫含量在0.3*以下。

19.简述氨合成用催化剂的活性测试原理和方法 原理：氮气和氢气在一定压力下、一定温度下，经溶铁催化剂催化生成氨。

增加压力有利于反应想生成氨的方向进行。

方法：氨合成用催化剂的活性检验，在高压力进行。

测试前需进行气体的精制。

一般是通过-催化剂除氨，Ni-催化剂除CO，KOH除水分及，并用活性炭干燥。

20.化学吸附氢与硫化物表面反应机理 先生成硫化氢和一个阴离子空位，然后是有机硫化物的化学吸附，导致表面的再硫化，这与催化氧化的Redox机理相似。

21.均相络合催化剂的固载方式(1)络合物包藏在载体内（2）络合物固载在载体表面a、将络合物固载非挥发性溶剂膜中b、在基体表面形成络合物的分散相c、络合物以化学键与表面锚定位连接
22.浸渍法制备催化剂浸渍液的配制要求浸渍的浓度必须控制恰当，溶液过浓不易渗透粒状催化剂的微孔，活性组分在载体上也就分布不均，在制备金属负载催化剂时，用浓度浸渍容易得到较粗的金属晶粒，并且使催化剂金属晶粒的粒径分布变宽。

溶液过稀，一次浸渍达不到所要求的负载量，而要采用反复多次浸渍法。

23为什么要进行催化剂的宏观物性测定？如何测定？催化剂的宏观物性是指由组成个粒子或粒子聚集体的大小，形状玉孔隙结构所构成的表面积，孔体积形状及大小分布的特点，以及与此有关的传递性及机械强
度等。

这些性质不仅对降低催化剂装运过程中的损耗，满足各类反应器操作中流体力学因素的要求是十分重要的，而且直接影响催化剂反应的动力学过程
24.催化剂失活的原因及使活性再生的方法1中毒 催化剂的活性和选择性可能由于外来物质的存在而下降，这种现象称为催化剂中毒，而外来物质称作催化剂毒物。

2积炭 催化剂在使用过程中，逐渐在表面上沉积一层炭质化合物，减少了课利用的表面积，引起催化活性衰退。

3烧结、挥发与剥落 ，在长期处于高温下操作，融结而导致晶粒长大，减少了活性金属的比表面，使活性下降 再生方法a蒸汽处理b空气处理c通入氢气或不含毒物的还原性气体d用酸或碱溶液处理
25.活性组分与载体的溢流现象和强相互作用溢流是指固体催化剂表面的活性中心（原有的活性中心）经吸附产生出一种离子的或自由基的活性物质，他们迁移到其他活性中心的现象。

它们可以化学吸附诱导出新的活性或进行某种化学反应。

如果没有原有活性中心，这种次级活性中心不可能产生出有意义的的活性物质，这就是溢流现象。

它的发生至少有两个必要的条件：a溢流物种发生的主源b接受新物种的主体，它是次级活性中心。