工业催化复习

12级化学工程与工艺专业工业催化课程复习

重要知识点：

1.助催化剂是催化剂的辅助成分，按作用机理可分为结构型、电子型两类。

2.工业催化剂的活性变化一般可分为三个阶段，即成熟期、稳定期、衰老期。

3.外扩散速率的大小及其施加的影响，与液体的流速、催化剂颗粒粒径以及传递介质的密度、黏度有关。

4.研究金属化学键的理论方法有三种，能带理论、价键理论、配位场理论。

5.金属氧化物主要催化烃类的选择性氧化。其特点是：反应系放热的，有效的传热、传质十分重要，要考虑催化剂的飞温；有反应爆炸区存在，故在条件上有所谓燃料过剩型、空气过剩型两种。

6. 金属硫化物与金属氧化物有许多相似之处，它们大多数都是半导体类型的，具有氧化还原功能和酸碱功能。作为催化剂可以是单组分形式或复合硫化物形式。这类催化剂主要用于加氢精制过程。

7. 负载型可溶性络合物催化剂，系利用可溶性高分子为载体，可催化1-戊烯加氢反应。在应用时可利用其与生成物分子量之差，采用沉淀法、蒸气压法、薄膜过滤法等进行分离。

8.络合催化剂固载化技术的三种主要方式为：包藏在载体内部、分散在载体（基质）的表面、锚定在载体（基质）的表面。

9.生物催化剂是指生物反应过程中起催化作用的游离或固定化细胞和游离或固定化酶的总称。

10.离子交换法制得的催化剂分散度好、活性高，尤其适用于制备低含量、高利用率的贵金属催化剂。

11.结构型助催化剂的作用主要是提高活性组分的分散性和热稳定性。

12.评价催化剂不能单用时空产率作为活性指标，要同时测定催化剂的总表面积、活性表面积、孔径与孔径分布等。

13.外扩散速率的大小及其施加的影响，实际上仅根据气流线速和粒径就可以作出判断。

14.几乎所有的金属催化剂都是过渡金属，这与金属的结构、表面化学键有关。

15.金属复合膜催化剂的制备方法主要有物理气相沉积、化学气相沉积、电镀和化学镀等。

16. 常用的硫化剂为硫化氢和二硫化碳。

17. 双核络合物是指两个金属原子直接由金属-金属键连接或通过桥原子相连接的表面化合物。

18.汽车尾气净化采用的三效催化剂的构成主要由载体涂层和活性组分所组成。

19.不同物质抑制酶活性的机理可以分为失活作用、抑制作用、去激活作用。

20. 对选择性氧化等连串型催化反应，降低内扩散的阻力是至关重要的，中间物的传递与扩散是导致选择性变化的重要因素。

21.目前在对固体超强碱催化剂的研究中，氧化物超强碱多侧重于增大表面积的方面，而分子筛超强碱多侧重于提高其碱度方面。

22.分子筛催化剂的择形催化共有下列反应物的择形催化、产物的择形催化、过渡状态限制的择形催化、分子交通控制的择形催化等不同形式。

23.MAO （甲基铝氧烷）是活化茂金属催化剂最有效的助催化剂，其结构为一种聚合度为n的低聚物，n一般为5~30 ，随合成条件变化。

24.工业上固体催化剂活性的表达方式有给定温度下完成原料的转化率、完成给定的转化率所需的温度、完成给定的转化率所需空速、给定条件下目的产物的

时空收率。

25.工业催化剂选择的考虑顺序为选择性> 寿命> 活性> 价格。

26.晶胞的代表性体现在以下两个方面：一是代表晶体的化学组成；二是代表晶体的对称性。

27.多相催化包括五个连续的步骤。(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。有属于传质过程，也有的属于化学动力学过程。

28.金属的d％愈大，成键轨道中占用原来的d轨道多，就有可能使d空穴减少。

29.天然气水蒸气重整是获得大量廉价氢的主要途径。重整气要求氢含量高，对CO的限制非常严格。因为燃料电池电极多是铂，很容易受CO毒化，失去催化活性，一般要求H2含量达90％以上，CO含量不超过2％。

30.沉淀法制催化剂有哪些后处理工序

31.反应物分子的电离势(I)和催化剂材料电子的逸出功(Φ)的相对大小，紧密关联着反应物分子在催化剂表面的吸附态与化学键合情况。

32.膜与催化剂一般有4种组合形式：A)膜与催化剂两者分开在不同的工段；B)催化剂装在膜反应器中;C)膜材料本身具有催化作用;D)膜是催化剂载体。

33.金属的特性会因为掺入其它金属形成合金而改变，它们对化学吸附的强度、催化活性和选择性等效应，都会改变。

34.复合氧化物催化剂给出氧的能力，是衡量它是否能进行选择性氧化的关键

35.金属硫化物催化剂与氧化物催化剂类似，也有单组分和复合体系。主要用于

重油的加氢精制，加氢脱硫（HDS）、加氢脱氮（HDN）、加氢脱金属（HDM）等过程。

36.纳米催化剂的制备方法

答：制备纳米催化剂的常用方法有（1）溶胶- 凝胶法；（2）沉淀法；（3）浸

渍法；（4）微波合成法；（5）微乳液法；（6）离子交换法；（7）水解法；（8）等离子体法；（9）惰性气体蒸发法

37.催化剂活性组分与载体之间的溢流现象及其意义34

答：溢流现象：是指固体催化剂表面的活性中心经吸附产生出一种离子的或自由基的活性物中，它们迁移到其他活性中心上的现象。

意义：溢流现象的发现和研究，增强了对负载型多相催化剂和催化反应过程的了解。

38.d带空穴与催化剂活性80

答：一种金属的d带空穴越多，表明其d能带中未被d电子占用的轨道或空轨

越多，磁化率越大；但也不是d带空穴越多其催化活性就越大，因为过多可能

造成吸附太强，不利于催化反应。

39.均相络合催化剂的固载方式111

答：（1）络合物包藏在载体内；（2）络合物固载在载体表面

40.生物催化反应的主要特征155

答：（1）催化效率极高：传统化工催化剂用量0.1-1%，酶用量10-4-10-3 % （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，（相对专一性）

（3）催化条件极温和，常温、常压、PH=5-8（通常在7）

41.催化剂失活的原因及使活性再生的方法231