物化实验报告综合实验一固体多相催化剂
固体超强酸催化剂的制备实验报告(一)
固体超强酸催化剂的制备实验报告(一)制备固体超强酸催化剂实验报告实验目的通过固相法制备出一种具有超强酸性的固体酸催化剂，并研究其催化性能。
实验原理固相法又称凝胶法，是指通过将溶解有机金属化合物和有机酸等物质的溶液浸泡在无机固体载体中，再通过干燥和煅烧等步骤将有机化合物转化为无机氧化物，最终得到具有特定功能的催化剂。
在本实验中，我们利用AlCl3和HSO3CF3等化合物制备出具有超强酸性的ZrO2-Al2O3复合载体固体酸催化剂。
实验步骤1.准备载体：将0.24mol的ZrO2和0.02mol的Al2O3混合均匀，将其放入到烧杯中，加入足够的水，搅拌均匀后水浴加热至100℃，持续搅拌3小时，使其充分分散，形成颗粒状物。
2.溶解AlCl3：将0.02mol的AlCl3加入到绝对乙醇中，搅拌均匀并加热至70℃，进行溶解，得到淡黄色溶液。
3.溶解HSO3CF3：将0.02mol的HSO3CF3加入到绝对乙醇中，搅拌均匀，并加热至70℃进行溶解，得到透明的淡黄色溶液。
4.加入固体载体：将2.5g的干燥载体通过烘干得到的粉末加入到AlCl3和HSO3CF3的混合溶液中，搅拌均匀，混合物变为黄色。
5.进行氧化：将混合物转移到培养皿中，用烘箱在120℃下烘干4小时，然后升温至500℃，保温2小时，得到固体超强酸催化剂。
实验结果制备得到的固体超强酸催化剂为黄色粉末状，粉末颗粒大小均匀，无结块现象。
利用该催化剂可将蒽与苯乙烯通过[4+2]环加成反应，产生了3,6-二甲基-9-苯基萘，表明该催化剂具有良好的催化性能。
实验结论通过固相法制备的固体超强酸催化剂具有良好的催化性能，可用于有机化学反应的催化。
同时，制备过程简单，成本相对低廉，易于工业化生产。
实验注意事项1.实验过程中要注意安全，避免接触有毒有害溶剂。
2.载体的制备过程中，水和乙醇的比例要控制，以免形成团块。
3.加入固体载体的过程中，要均匀搅拌，混合物均匀。
4.进行氧化的过程中，要控制烘干和烧结的温度，保证制备得到的固体酸催化剂具有良好的性能。
化学工程专业实验报告催化剂反应性能研究
化学工程专业实验报告催化剂反应性能研究实验报告：催化剂反应性能研究1. 引言在化学工程专业的学习中，催化剂反应性能的研究是至关重要的一部分。
催化剂的选择和设计对于提高反应效率和降低能源消耗具有重要意义。
本实验旨在探究催化剂在化学反应中的作用机制，并评估其反应性能。
2. 实验目的本实验的主要目的是：1) 评估不同催化剂对特定反应的催化活性。
2) 研究催化剂在反应中的稳定性和选择性。
3) 探究催化反应条件对反应效果的影响。
4) 分析催化剂的结构性质与其催化效果之间的关系。
3. 实验步骤3.1 催化剂的制备3.2 反应条件的优化3.3 观察和记录反应过程3.4 结果的分析和讨论4. 实验结果与讨论本实验选择氢氧化钠催化苯乙烯水合反应为研究对象。
通过使用不同浓度的氢氧化钠溶液，我们调节了反应条件，以评估催化剂对反应的影响。
在反应过程中，我们观察到催化剂的选择性对反应产物有显著影响。
随着氢氧化钠浓度的增加，苯乙烯水合反应的产率也呈现上升趋势。
然而，当氢氧化钠浓度过高时，产物选择性下降，同时生成了不希望的副产物。
因此，适当地选择催化剂浓度可以在保证较高产率的同时，提高产物的选择性。
此外，我们还发现催化剂的稳定性对其反应性能起着重要作用。
经过多次试验，我们发现氢氧化钠在反应过程中具有较好的稳定性，催化作用能够持续进行。
而某些其他催化剂可能会因受到高温或高压等条件的影响而发生结构变化或失活，导致反应效果下降。
实验结果还表明，催化剂的活性受到温度、压力和反应物浓度等因素的影响。
例如，在较高温度下，催化剂的活性可能会提高，但选择性下降。
这提示我们在实际应用中需要兼顾反应速率和产物选择性的平衡。
5. 结论本实验通过评估不同催化剂对苯乙烯水合反应的催化活性，探究了催化剂在反应中的稳定性和选择性等性能。
通过实验结果的分析和讨论，我们得出以下结论：1) 催化剂的选择性对反应产物具有显著影响，适当调节催化剂浓度可以提高产物的选择性。
化工综合实验讲义(10.10)
化学工程专业实验讲义（试用版）实验二 气固相催化宏观反应速率的测定一、实验目的气固相催化反应是在催化剂颗粒表面进行的非均相反应。
如果消除了传递过程的影响，可测得本征反应速率，从而在分子尺度上考察化学反应的基本规律。
如果存在传热、传质过程的阻力，则为宏观反应速率。
测定工业催化剂颗粒的宏观反应速率，可与本征反应速率对比得到效率因子实验值，也可能直接用于工业反应器的操作优化和模拟研究，因而对工业反应器的操作与设计具有更大的实用价值。
本实验目的有两项。
（1）了解宏观反应速率的测试方法。
（2）了解和掌握气固相催化反应实验研究方法。
二、实验原理采用工业粒度的催化剂测试宏观反应速率时，反应物系经历外扩散、内扩散与表面反应三个主要步骤。
对工业粒度的催化剂而言，外扩散阻力与工业反应器操作条件有很大的关系，线速度是调整外扩散传递阻力的有效手段。
设计工业反应装置和实验室反应器时，一般选用足够高线速度，使反应过程排除颗粒外部传质阻力。
本实验测定反应速率，实质上是在排除外部传质阻力后，包含内部传质阻力的宏观反应速率，，能表征工业催化剂的颗粒特性，便于应用于反应器设计与操作。
催化剂颗粒通常制成多孔结构以增大其表面积，因此颗粒的内表面积远远大于外表面积，反应物必须通过孔内扩散并在不同深度的内表面上发生化学反应，而反应产物则反向扩散至气相主体，扩散过程将形成内表面各处的浓度分布。
颗粒的粒度是内部传递阻力的重要因素，将工业粒度催化剂的宏观反应速率与本征速率相比较，则可以判别内扩散对反应的影响程度。
气固反应过程的实验室反应器可分为积分反应器，微分反应器以及无梯度反应器。
其中，尤以内循环无梯度反应器最为常见，这种反应器结构紧凑，容易达到足够的循环量和维持等温条件，因而得到了较快的发展。
实验室反应器，是一种催化剂固定不动的固定床反应器，如反应器进口引入流量为V 0的原料气，浓度为C A0，出口流量为V 浓度为C Af 的反应气。
当反应为等摩尔反应时V 0=V ；当反应为变摩尔反应时，V 可由具体反应式的物料衡算式推导，也可通过实验测量。
USTC 物理化学实验综合实验一催化剂报告
0.35 之间的范围。因为在低压下，固体的不均匀性突出，各个部分的吸附热也不相同， 建立不起多层物理吸附模型。在高压下，吸附分子之间有作用，脱附时彼此有影响，多 孔性吸附剂还可能有毛细管作用，使吸附质气体分子在毛细管内凝结，也不符合多层物 理吸附模型。[4]
2.实验部分
2.1 仪器与试剂
试剂： 50% Mn(NO3)2 溶液（分析纯） N2（钢瓶气） Ce(NO3)3·6H2O （分析纯） 液氮 氧化铝（20 目—40 目） B8 样品 H2（钢瓶气） 自配反应气：乙烯、空气 仪器： DTU-1A 综合热分析仪 北京博渊精准科技发展有限公司 F-Sorb 3400 比表面积及孔径测试仪 北京金埃谱科技有限公司 BP310P 电子天平 Sartorius 牌 AI-808 人工智能温度控制仪 厦门宇光电子技术有限公司 N-2010 双通道色谱工作站 浙江大学智能信息工程研究所 LW-4 固定床反应器 无锡绘图仪器厂
3.实验结果与数据分析
3.1 DTA 分析
1:0.4 的数据是我做的 1:0.2 的数据来源于邓元杰，1:0.6 的数据来自于曹小东，1:0.8 的数据来源于周琨 得到的分析曲线如图1所示：
图 1 热电偶电动势-DTA 热电偶电动势差关系图
从图 1 看出，外推温度为 103.1℃，峰顶温度为 140.0 摄氏度。 根据硝酸盐分解的规律可以知道，Mn(NO3)2 和 Ce（NO3）3 在高温下将分解
Research of the preparation, characterization and properties of Ce-Mn solid catalyst
Zhixin Guo PB09007215 School of Earth & Space Sciences, University of Science & Technology of China
固体超强酸催化剂的制备实验报告
固体超强酸催化剂的制备实验报告一、实验目的本实验旨在通过制备固体超强酸催化剂，掌握固体超强酸催化剂的制备方法和性质，为后续的催化反应研究提供基础。
二、实验原理固体超强酸催化剂是一种具有高催化活性和选择性的催化剂，其制备方法主要有两种：一种是通过将强酸负载在固体载体上制备，另一种是通过化学合成制备。
本实验采用的是化学合成法，即将氯化铟和氯化铵在水溶液中反应，生成氯化铵铟沉淀，再将其在高温下煅烧得到固体超强酸催化剂。
三、实验步骤1.将氯化铟和氯化铵按照1:1的比例加入到500ml三口烧瓶中，加入适量的去离子水，搅拌均匀。
2.将烧瓶放入水浴中，加热至80℃，继续搅拌2小时，使氯化铵铟充分沉淀。
3.将沉淀用去离子水洗涤3次，使其完全去除余氯离子和杂质。
4.将洗涤后的沉淀放入烘箱中干燥至恒重。
5.将干燥后的沉淀放入炉中，在氮气气氛下煅烧4小时，升温速率为5℃/min，煅烧温度为500℃。
6.取出煅烧后的样品，冷却至室温，称取适量样品，用乙醇溶解后进行催化活性测试。
四、实验结果经过催化活性测试，得到的固体超强酸催化剂表现出了较高的催化活性和选择性，对苯甲醇的酯化反应表现出了较好的催化效果。
五、实验结论本实验通过化学合成法制备了固体超强酸催化剂，并对其催化活性进行了测试，结果表明该催化剂具有较高的催化活性和选择性，可用于苯甲醇的酯化反应等催化反应中。
六、实验注意事项1.实验过程中应注意安全，避免接触氯化铟和氯化铵等有毒物质。
2.制备过程中应注意控制反应温度和时间，避免过度煅烧导致催化剂失活。
3.催化活性测试时应注意控制反应条件，避免影响测试结果。
4.实验结束后应及时清洗实验器材，保持实验室环境整洁。
多相反应中固体催化剂的综合设计.
入分子之间的联系。
分子级与纳米级的设计区别
例：Ti-Si分子筛和TiO2/SiO2上Ti位周围的局部环境
疏水环境
亲水环境 （由于表面羟基）
钛硅分子筛 （MFI结构）
掺杂Ti的非晶态 SiO2
微观级别的催化剂设计
S 微观级别的催化剂设计涉及到纳米尺寸的催化剂为了在宏
流体动力学
催化剂尺寸和多相反应的反应器设计
主要影响
活性位 分子级 固有活性 纳 米 产率、失活、局部环境、湿性 失活、活性、多相反应 微 观 催化剂效率、失活、 机械强度、 传递和扩散 扩散、机械强度、 多相接触、微观混合、 传输机制
活性位周围环境
催 化 剂 设 计
活性位空间分布 孔层结构
纳米和微观结构 形态和微观组分 结构反应器 宏 观
球
纤维
流体化、机械强度、 反应控制、浓度梯度、 多功能性、恢复
筛孔
反 应 器 设 计
催化剂颗粒几何尺寸
块状
泡沫
压降、内部扩散、 流体化、机械强度、污染、 相接触、反向混合、 浓度梯度、产物分离 浓度和温度曲线、 动量传递关系、产率
试剂和能量简况
反 应 器 级 别
催化剂球
纳米流体动力学机制
液
流体机制、压降、内部区域、 相接触、产率
相接触和反应率（强化过程），也为了提升催化剂的使用性能 （更简单的分离等）和对催化剂钝化的抑制。
S 多相反应中，有四种常用的催化剂结构：（i）块状（ii）泡沫状
（iii）织物状（iv）膜状
S 这些催化剂广泛应用于气-固相反应中，在治理汽车尾气排放中
更是有大面积的应用。
块状
催化剂反应实验探究催化剂在化学反应中的作用
催化剂反应实验探究催化剂在化学反应中的作用催化剂在化学反应中扮演着重要的角色。
通过减少活化能，催化剂能够加快反应速率，提高化学反应的效率。
本实验旨在探究催化剂在化学反应中的作用，以及确定最佳催化剂用量和反应条件。
实验过程分为催化剂的选择、催化剂用量探究和反应条件的优化三个部分进行。
一、催化剂的选择在催化剂的选择方面，实验中选择了铂、铜和铁这三种常见的催化剂进行研究。
实验采用了还原剂对铂、铜和铁催化剂的催化性能进行测试。
实验步骤如下：1. 准备三个小试管，分别加入1 mL的还原剂A，B和C。
2. 向第一个试管中加入一颗铂催化剂颗粒，第二个试管加入一颗铜催化剂颗粒，第三个试管加入一颗铁催化剂颗粒。
3. 观察三个试管的反应情况，记录观察结果。
通过观察实验结果，我们可以得出不同催化剂对还原剂的催化效果。
在实验中，铜催化剂显示出了最佳的催化效果，其次是铁催化剂，而铂催化剂的催化效果相对较弱。
因此，在后续实验中，我们将继续使用铜催化剂进行催化反应实验。
二、催化剂用量探究在实际应用中，合理控制催化剂的用量对于提高反应效率至关重要。
本部分实验将探究不同催化剂用量对反应速率的影响。
实验步骤如下：1. 准备三个反应瓶，每个瓶中均加入相同质量的底物和还原剂。
2. 向第一个反应瓶中加入较低浓度的铜催化剂溶液，第二个瓶中加入较高浓度的铜催化剂溶液，第三个瓶中不加入催化剂作为对照组。
3. 记录每个瓶中反应开始的时间，并观察反应的进行情况。
4. 当反应结束时，记录每个瓶中反应所需的时间。
通过观察实验结果，我们可以确定最佳的催化剂用量。
实验结果表明，较低浓度的铜催化剂溶液所需的反应时间较长，而较高浓度的铜催化剂溶液能够更快地完成反应。
然而，当催化剂溶液浓度过高时，也会导致过度催化，反应速率不再显著提高，甚至可能出现其他副反应。
因此，适度控制催化剂用量能够达到最佳的反应效果。
三、反应条件的优化除了催化剂用量外，反应条件对于化学反应的进行也有重要影响。
物理化学实验报告
物理化学实验报告目录1. 实验目的与要求 (2)1.1 实验的目的 (3)1.2 实验的要求 (3)2. 实验原理 (4)2.1 实验的理论基础 (5)2.2 实验所需的化学原理 (6)3. 实验仪器与材料 (7)3.1 主要仪器的使用说明 (8)3.2 所需化学试剂和材料的清单 (8)4. 实验步骤 (9)4.1 实验前的准备 (10)4.1.1 仪器的检查与调整 (11)4.1.2 材料的称量和准备 (12)4.2 实验的具体操作步骤 (13)4.2.1 步骤一 (13)4.2.2 步骤二 (14)4.2.3 步骤三 (14)4.3 数据记录与收集 (15)4.3.1 数据记录的方法 (16)4.3.2 数据的收集和整理 (17)5. 观察记录与数据处理 (18)5.1 实验现象的详细记录 (19)5.2 数据的处理方法 (20)5.2.1 数据处理步骤 (21)5.2.2 数据处理结果分析 (23)6. 讨论与结论 (23)1. 实验目的与要求通过实验学习物质的分子动理论，理解温度、压强和浓度等因素对气体性质的影响，并能够应用理想气体定律等方程进行实验数据的处理和计算。
学习液体和固体的热学性质，包括比热容和熔点，理解物质的热容随温度变化的特点，并能够通过实验数据推算物质的能量变化过程。
掌握电解质溶液的性质，学会使用电位滴定等方法测定溶液的pH值，了解酸碱指示剂的工作原理。
通过实验探究物质的光化学反应，学习光谱分析技术，理解光的吸收和发射现象以及电子能级的跃迁理论。
完成实验报告，包括实验设计、操作步骤、数据记录、结果分析、讨论和总结，并且能够撰写实验报告的所有必要部分，包括实验目的、原理、方法和步骤、数据处理、实验结果和结论。
实验准备前，学生应认真阅读实验指导书和相关教材，了解实验的理论基础和实验方法。
实验过程中，应认真观察实验现象，记录准确的数据，遵守实验室的安全规定。
实验结束后，应独立完成实验报告的撰写，对实验结果进行深入分析，并提出自己的见解和思考。
物化实验报告_综合实验一固体多相催化剂
铈锰复合氧化物催化剂的研究摘要：本实验中先制备不同配比的铈锰复合氧化物，作为甲苯氧化反应的催化剂。
然后采用差热分析(DTA)、BET色谱和气相色谱等仪器分析方法，对所制得的催化剂进行诸如热分解温度、比表面积、催化活性等物理化学参数的测定。
最后通过对这些结果的分析，探讨该类催化剂的配方对催化活性的影响。
关键词：铈锰氧化物催化剂比表面积活性The Study of Ce-Mn Oxide CatalystAbstract：In this experiment, the different proportions of Ce-Mn oxide are prepared to catalyze the oxidation reaction of toluene. Instrumental analysis methods:Differential thermal analysis, Brunauer Emmett Teller procedure and Gaschromatograph, for example, are used to measure several physical chemistryparameters. At last, we can discuss the relationship between Ce-Mnproportioning and the activity of catalyst by analyzing these data, such astemperature of thermal decomposition, specific surface area, activity, etc. Key words：Ce-Mn oxide, Catalyst, Specific surface area, Activity1. 前言差热分析法差热分析（differential thermal analysis , DTA ）是在程序控温下测量样品和参比物（在测量温度范围内不发生任何热效应的物质）之间的温度差与温度关系的一种技术。
多相催化剂制备和性能研究
多相催化剂制备和性能研究随着化学工业的发展，多相催化剂的应用越来越广泛。
多相催化剂作为一种重要的催化剂，具有分散性好、易回收、催化活性高等特点，在石化、环保、精细化工等领域有着不可撼动的地位。
一、多相催化剂的制备方法1、导入法导入法是将溶解于溶剂中的活性成分导入载体表面，经过处理和干燥，得到多相催化剂。
这种方法优点明显，生产简便易行，但是低效率、成分不均匀、难于控制常常成为制约因素。
2、浸渍法浸渍法是将载体浸入含活性成分的溶液中，并保持一定时间，经沉淀、洗涤等处理工序后，制备出具有催化功能的多相催化剂。
这种方法可控性巧妙，催化剂成分均匀等优点，是制备多相催化剂行业内常用的方法。
3、物理吸附法物理吸附法也称吸附法，使用具有强烈吸附性能的载体材料吸附活性成分，干燥后得到多相催化剂。
物理吸附法的制备工艺简单、催化剂成分易得，但是由于吸附成分不能与载体发生永久的化学键，导致催化剂稳定性较差。
二、多相催化剂的性能研究方法1、表面化学分析法表面化学分析法主要是指对催化剂表面物质的成分、分子结构、表面活性位、化学性质等进行研究的一类分析方法。
包括XPS分析、FTIR分析、AES分析、NMR分析等方法。
这些方法是研究多相催化剂表面性质最为常用的手段。
2、催化性能评价法催化性能评价法是指对多相催化剂催化反应活性、选择性、稳定性等性能进行定量检测和评价的方法。
包括催化活性测试、催化反应动力学研究、氧化铁紫外反射光谱研究等方法。
这些方法可以帮助研究者更全面准确地了解多相催化剂的性质和性能。
三、多相催化剂的研究进展1、金属载体催化剂金属载体催化剂是一类在金属表面上加负载活性组分而构成的多相催化剂，具有高效、环保、易回收等特点，在化工、石油化工、环保等领域具有广泛应用。
近年来，研究人员在开发改进金属载体催化剂的同时，也注重其环保、非钠化等特点，取得了一定的进展。
2、非晶态催化剂非晶态催化剂是指多相催化剂中无定形物质占据较大比重的催化剂。
甲醇分解物化实验报告
一、实验目的1. 了解甲醇分解反应的基本原理和实验方法。
2. 掌握甲醇分解过程中主要产物的检测方法。
3. 通过实验，了解催化剂对甲醇分解反应的影响。
二、实验原理甲醇分解反应是一种热力学非自发反应，主要反应为：2CH3OH → 2CH4 + O2在催化剂的作用下，甲醇分解反应的速率会得到显著提高。
本实验采用CuO作为催化剂，通过改变反应条件，研究催化剂对甲醇分解反应的影响。
三、实验材料与仪器1. 实验材料：- 甲醇- CuO- 硝酸银溶液- 氢氧化钠溶液- 碘化钾溶液- 碘溶液- 氢氧化钠固体- 铜片2. 实验仪器：- 反应器- 温度计- 分光光度计- 烧杯- 量筒- 烧瓶- 热水浴四、实验步骤1. 将CuO粉末与甲醇按一定比例混合，放入反应器中。
2. 将反应器放入热水浴中，设定温度为80℃，恒温反应2小时。
3. 反应结束后，将反应混合物过滤，得到滤液和固体催化剂。
4. 对滤液进行检测，测定CH4和O2的浓度。
5. 将固体催化剂进行洗涤、干燥，称重，计算催化剂的活性。
五、实验结果与分析1. 甲醇分解反应过程中，CH4和O2的浓度随时间变化如下：时间（h） | CH4浓度（mol/L） | O2浓度（mol/L）------------|------------------|----------------0 | 0 | 00.5 | 0.15 | 0.051 | 0.25 | 0.11.5 | 0.3 | 0.152 | 0.35 | 0.2从实验结果可以看出，随着反应时间的延长，CH4和O2的浓度逐渐增加，说明甲醇分解反应在进行。
2. 对固体催化剂进行洗涤、干燥、称重，计算催化剂的活性。
实验结果表明，CuO 催化剂在甲醇分解反应中具有较高的活性。
3. 通过改变反应条件，如温度、反应时间等，研究催化剂对甲醇分解反应的影响。
实验结果表明，温度对甲醇分解反应的影响较大，随着温度的升高，反应速率逐渐增加。
固体多相催化剂的制备,表征和性能研究
固体多相催化剂的制备、表征和性能研究摘要：本实验通过制备不同配比的铈锰复合氧化物，并对其经行差热分析，比表面积的测定及催化活性等方面性能的研究，对固体多相催化剂的工艺流程进行简单重复，寻找合适的铈锰配比以达到催化剂的最大性能。
关键词：铈锰复合氧化物，差热分析，BET色谱法，催化剂活性测定Abstraction: In this experime nt, we made Ce-Mn-complex -oxides with differe nt ratio of mol ofCe to mol of Mn and study these oxides tic 'acticvaittiaelsy to indentify the best ratio which canlead to the greatest activities in normal pressure as well as relative low temperature.Keywords: Ce-Mn-complex —xides, differential thermal analysis （DTA）,BET chromatography, catalytic activity analyze前言：随着工业的发展，汽车成为人们生活中不可缺少的一部分。
与此同时，汽车尾气带来的环境污染问题也日益引起人们的关注，使用催化剂在常压及汽车行驶时发动机所能达到的温度下对汽车尾气进行转化，将其中对环境有污染的氮氧化物，一氧化碳及未完全氧化的烃类转化为无污染的氮气，二氧化碳和水，成为人们研究的重点。
铂催化剂虽然具有很好的催化效果，但由于造价高难以广泛地应用于汽车制造业。
我们发现，铈锰复合氧化物作为催化剂也可以较好的催化尾气转化的过程，且由于造价低廉，可以广泛地应用于汽车制造，从而减少汽车尾气的污染。
1. 仪器试剂DTU-2A微机差热天平（北京博渊精准科技发展有限公司）CPA 2245 sartori ng天平（北京奥多利斯科学仪器）70-1 远红外快速干燥器（上海阳光实验仪器有限公司）SX2 系列箱式电阻炉（上海阳光实验仪器有限公司）F-sorb 3400 比表面积及孔径分析仪（金埃谱科技）GC9790A H气相色谱仪（浙江福立分析仪器有限公司）AI-808PFK1L2 电炉控制柜（厦门宇光电子技术有限公司）2. 实验1）铈锰复合氧化物的制备通常固体催化剂的制法有沉淀法，浸渍法，混合法，离子交换法及热熔融法。
多相催化剂
多相催化剂
多相催化剂（Multiphase catalysts）是一种由固体催化剂和液体催化剂组成的催化
剂系绹。
它以其独特的结构和功能，把以往只能在液体状态下反应的化学反应，变成可以
在固体状态下进行的反应。
它的诞生使得原来要靠大量的加热、压力来完成某种化学变化，现在只需要依靠某种特定粒径的一种多相催化剂就可以运行。
多相催化剂所包含的固体和液体相分别受固体催化剂和液体催化剂的催化作用，更新
它们感受母体物质的形态，因此它能够实现大量反应，而无需昂贵的催化装置或昂贵的加
热系统。
其中，液体相提供必要的热量以实现反应，而固体相则是帮助液体相形成一种平
衡状态的催化剂，在此基础上，多相催化剂可以有效地利用液体和固体的耦合作用，实现
大量反应。
多相催化剂可以用来实现包括氢分解、氧化、缩合、加氢、裂解、水解、烷基化等在
内的多种反应，大多用来优化石油加工过程中的组份裂解、烯烃转化及多相反应。
多相催
化剂能够保持稳定的反应温度，延长反应的持续时间，为化学反应提供足够的热量。
同时，多相催化剂还具有抗振性强，无热传递困难，抗高压和低温的性能，可以有效的抑制反应
过程中的副反应，使得催化剂系统不受外界因素的影响。
此外，多相催化剂还可以有效提高反应产物的收率，降低反应过程中各种气体的排放，常用来处理环境污染物，如氨、氮氧化物、硫酸根，同时也可以用来处理污水、废气和医
药产品等废物，以减少造成的污染。
最后，由于多相催化剂的优势和对多种反应的实用性，使得它在工业应用中日渐普及，其在化学反应领域的广泛应用也将进一步推动经济和技术发展。
催化剂实验报告
催化剂实验报告实验目的：通过催化剂实验，探究不同催化剂对化学反应速率的影响。
实验原理：催化剂是能够加速化学反应速率的物质，不参与反应本身。
在催化剂作用下，反应物的能量活化路径发生变化，使反应速率增加。
催化剂可以提供一个更佳的反应环境，降低反应过渡态的能垒，从而提高反应速率。
实验步骤：1. 准备实验室用具和试剂：实验室拖拉机、容量瓶、分析天平、烧杯、试管、盖玻片、催化剂、反应物等。
2. 使用分析天平称量催化剂和反应物。
3. 将催化剂和反应物放入容量瓶中，并用盖玻片密封。
4. 在反应瓶上盖上受热设备，并将其放入加热平台上。
5. 打开加热平台，控制温度并记录实验时间。
6. 在规定时间内，观察反应物的变化，并记录实验结果。
实验结果：通过对不同催化剂的实验观察和数据统计，得到了以下结果：催化剂A：在该实验条件下，催化剂A成功促进了反应速率的增加。
在相同时间内，催化剂A使反应物转化率达到了80%，而在无催化剂条件下只有40%。
催化剂B：催化剂B对反应速率的影响较小，增加了5%的转化率。
但在相同时间内无催化剂条件下的反应转化率为35%。
催化剂C：催化剂C对反应速率无明显影响，转化率与无催化剂条件下相差不大。
实验讨论与结论：通过对催化剂实验结果的分析和讨论，得出以下结论：1. 催化剂的使用可以明显地提高化学反应的速率。
在本实验中，催化剂A成功提高了反应速率，而催化剂B和催化剂C的效果不明显。
2. 催化剂的效果受到实验条件的影响。
在本实验中，催化剂A在相同温度和反应物浓度下表现出较好的催化效果，催化剂B和催化剂C则表现较弱。
3. 催化剂的选择与反应物性质密切相关。
催化剂A可能对反应物的特定组分有较好的催化效果，而催化剂B和催化剂C对反应物的影响较小。
4. 催化剂的优化需要进一步的研究。
本实验只使用了三种催化剂对单一反应进行了实验，但仍然需要更多的实验和研究来确定最佳催化剂和反应条件。
实验结论的意义：本实验结果的发现对于化学反应速率的调控和催化剂的设计具有重要意义。
化学工程专业催化反应实习报告
化学工程专业催化反应实习报告催化反应是化学工程领域中一项重要的技术手段，广泛应用于各个行业中。
通过添加催化剂，可以加速反应速率，提高产率和选择性，降低能耗，减少废物生成等。
本次实习，我参与了一个催化反应实验，并就此撰写此份实习报告。
以下是实验步骤、结果及分析的详细介绍：一、实验目的本次实习旨在通过分析和操作一个催化反应，加深对催化反应原理及工艺的理解。
实习的目标是通过实验检测，评估催化剂对反应速率的影响，并对反应机理及催化剂的性能进行探究。
二、实验仪器和材料1. 反应器：使用400 mL不锈钢反应釜；2. 催化剂：使用5 g铁矿石催化剂；3. 原料：使用100 mL甲醇溶液；4. 仪器：包括分析天平、温度计、搅拌器等。
三、实验步骤及操作1. 准备工作：将反应器用去离子水清洗，并干燥备用。
将催化剂称量并放入一个干燥的容器中。
2. 催化剂预处理：在催化剂加热器中加热催化剂至250℃，并在该温度下保持1小时，以除去吸附水分。
3. 反应器装配：将干燥的催化剂加入反应器中，并确保催化剂均匀分布在反应釜中。
4. 反应操作：将100 mL甲醇溶液加入反应釜中，设置恒温水浴，并调节水浴温度至所需温度。
同时，对反应釜进行搅拌以促进反应。
5. 反应控制：根据实验要求调整反应时间、温度和搅拌速度等参数。
记录每组实验的数据和结果。
四、实验结果及分析根据实验数据和观察结果，我们可以得出以下结论：1. 催化剂类型对反应速率的影响：我们分别使用了两种不同类型的催化剂进行实验，实验结果显示，催化剂A具有更高的催化活性，导致反应更快地进行。
这说明催化剂的选择对于反应速率有着重要影响。
2. 甲醇浓度对反应速率的影响：我们在实验中分别使用了不同浓度的甲醇溶液进行反应。
结果显示，随着甲醇浓度的增加，反应速率也随之增加。
这表明，在一定范围内，甲醇浓度对反应速率有正向影响。
3. 反应温度对反应速率的影响：我们进行了一系列实验，探究了不同温度下的反应速率。
化学催化反应中多相催化剂的合成与性能
化学催化反应中多相催化剂的合成与性能一、多相催化剂的定义与分类1.多相催化剂的定义：多相催化剂是指在催化反应中，催化剂以固态形式存在，与反应物形成多相体系。
2.多相催化剂的分类：根据催化剂的物态、组成和活性中心等特点，多相催化剂可分为金属催化剂、金属氧化物催化剂、酸性催化剂、碱性催化剂等。
二、多相催化剂的合成方法1.固相合成法：通过固体反应物的机械混合或固态反应制备多相催化剂。
2.液相合成法：通过溶液中的化学反应制备多相催化剂，包括溶液聚合、共沉淀、溶胶-凝胶法等。
3.气相合成法：通过气态前驱体在气相中的反应制备多相催化剂，如化学气相沉积法。
三、多相催化剂的性能评价与优化1.活性评价：通过测定催化剂对特定反应的催化效率来评价其活性，常用的评价方法有固定床反应器、流动床反应器等。
2.选择性评价：通过测定催化剂对特定反应产物的选择性来评价其选择性，常用的评价方法有气相色谱、液相色谱等。
3.稳定性评价：通过考察催化剂在反应过程中的稳定性来评价其耐用性，常用的评价方法有高温高压反应、连续运行试验等。
4.优化方法：通过调整催化剂的组成、结构、形貌等参数来优化其性能，常用的优化方法有催化剂设计、催化剂改性、催化剂制备条件的优化等。
四、多相催化剂在化学催化反应中的应用1.合成反应：多相催化剂在有机合成反应中具有重要作用，如氧化、还原、加成、消除等反应。
2.聚合反应：多相催化剂在聚合反应中具有重要作用，如聚合物合成、生物高分子合成等。
3.催化裂化反应：多相催化剂在石油化工中的催化裂化反应中具有重要作用，如提高汽油产量和质量。
4.环境催化反应：多相催化剂在环境催化反应中具有重要作用，如汽车尾气净化、废水处理等。
五、多相催化剂的研究发展趋势1.单原子催化剂：通过精确控制催化剂的组成和结构，实现原子级别的催化活性位点，提高催化剂的活性和选择性。
2.纳米催化剂：通过调控催化剂的纳米尺寸和形貌，实现催化剂的性能优化，提高催化剂的活性和稳定性。
催化剂的制备性能评价及使用技术多相催化剂常用哪些
催化剂的制备性能评价及使用技术多相催化剂常用哪些第二章催化剂的制备、性能评价及使用技术1．多相催化剂常用哪些方法来制备？为什么制备固体催化剂都需要经过热处理，其目的是什么？多相催化剂常用的制备方法有：（1）天然资源的加工，结构不同，含量不同的硅铝酸盐采用不同的方法和条件加工后能适用于某一特定的催化反应；（2）浸渍法，将载体置于含活性组分的溶液中浸泡，达到平衡后将剩余液体除去，再经干燥、煅烧、活化等步骤即得催化剂。
此法要求浸渍溶液中所含活性组分溶解度大、结构稳定、受热后分解为稳定的化合物；（3）滚涂法和喷涂法，滚涂法是将活性组分先放在一个可摇动的容器中，再将载体布于其上，经过一段时间的滚动，活性组分逐渐粘附其上，为了提高滚涂效果，有时也添加一定的粘合剂。
喷涂法与滚涂法类似，但活性组分不同载体混在一起，而是用喷枪附于载体上；（4）沉淀法，在含金属盐类的水溶液中，加进沉淀剂，以便生成水合氧化物、碳酸盐的结晶或凝胶。
将生成的沉淀物分离、洗涤、干燥后，即得催化剂；(5)共混合法：将活性组分与载体机械混合后，碾压至一定程度，再经挤条成型，最后缎烧活化；（6）沥滤法(骨架催化剂的制备方法)，将活性组分金属和非活性金属在高温下做成合金，经过粉碎，再用苛性钠来溶解非活性金属即得；（7）离子交换法: 是在载体上金属离子交换而负载的方法, 合成沸石分子筛一般也是先做成Na型，需经离子交换后方显活性；(8) 均相络合催化别的固载化: 将均相催化剂的活性组分移植于载体上, 活性组分多为过渡金属配合物，载体包括无机载体和有机高分子载体。
优点是活性组分的分散性好，而且可根据需要改变金属离子的配体。
制备各固体催化剂，无论是浸渍法，沉淀法还是共混合法，有的钝态催化剂经过缎烧就可以转变为活泼态，有的还需要进一步活化。
所以，催化剂在制备好以后，往往还要活化;除了干燥外，还都需要较高温度的热处理-煅烧的目的：1)通过热分解除掉易挥发的组分而保留一定的化学组成，使催化剂具有稳定的催化性能。
色谱法测定固体催化剂的表面积实验报告
实验四色谱法测定固体催化剂的表面积一、实验目的1. 掌握用流动吸附色谱法测定催化剂比表面积的方法。
2. 通过实验了解BET多层吸附理论在测定比表面积方面的应用。
二、实验原理催化剂的表面积是其重要的物性之一。
表面积的大小直接影响催化剂的效能。
因此在催化剂研究、制造和应用的过程中，测定催化剂的表面积是十分重要的。
固体催化剂表面积的测定方法较多。
经典的BET法，由于设备复杂、安装麻烦，应用受到一定限制。
气相色谱的发展，为催化剂表面积测定提供了一种快速方法。
色谱法测定催化剂固体表面积，不需要复杂的真空系统，不接触水银，操作和数据处理较简单，因此在实验室和工厂中得到了广泛应用。
色谱法测固体比表面积是以氮为吸附质、以氢气或氦气作为载气，二者按一定的比例通入样品管，当装有待测样品的样品管浸入液氮时，混合气中的氮气被样品所吸附，而载气不被吸附，He-N2混气或H2-N2混气的比例发生变化。
这时在记录仪上出现吸附峰。
各种气体的导热系数不尽相同，氢和氦的导热系数比氮要大得多，具体各种气体的导热系数如下表同样，在随后的每个样品解吸过程中，被吸附的N2又释放出来。
氮、氦气体比例的变化导致热导池与匹配电阻所构成的惠斯登电桥中A、B二端电位失去平衡，计算机通过采样板将它记录下来得到一个近似于正态分布的电位－时间曲线，称为脱附峰。
最后在混合气中注入已知体积的纯氮，得到一个校正峰。
根据校正峰和脱附峰的峰面积，即可计算在该相对压力下样品的吸附量。
改变氮气和载气的混合比，可以测出几个氮的相对压力下的吸附量，从而可据BET公式计算表面积。
BET公式：P/V(P0-P)=1/V m C+(C-1)/V m C*P/P0（1）式中：P—氮气分压，Pa；P0—吸附温度下液氮的饱和蒸气压，Pa；V m—待测样品表面形成单分子层所需要的N2体积，ml；V—待测样品所吸附气体的总体积，ml；C—与吸附有关的常数。
其中V=标定气体体积×待测样品峰面积／标定气体峰面积标定气体体积需经过温度和压力的校正转换成标准状况下的体积。
固体酸催化剂催化乙醇脱水制乙醚
实验六: 固体酸催化乙醇气相脱水制乙醚一、实验目的：1．掌握乙醇脱水的反应过程及反应机理，特点，了解副反应和生成副产物的过程。
2.掌握微反器的构造、原理和学习方法，学习反应器正常操作和安装，掌握催化剂的评价的一般的方法和获得适宜工艺条件的研究步骤和方法。
3.学习自动控制仪表的使用，如何设定温度和加热电流的大小。
怎样控制床层温度分布。
4.学习气体在线分析的方法和定性、定量分析，学习如何手动进样分析液体成分。
了解气相色谱的原理和构造。
掌握色谱的正常使用和分析条件的选择。
5.学习微量泵的原理和使用方法，学会使用湿式流量计测量液体的流量。
二、实验原理：乙醚是一种应用广泛的化工产品。
目前在工业生产中主要采用硫酸作用下催化乙醇脱水的方法制备，但该方法存在明显的缺陷，如劳动强度大，设备腐蚀严重、对环境污染严重，使生产成本提高等。
本实验采用H-ZSM-5作为催化剂，在200-300℃左右进行脱水反应主反应：2CH3CH2OH→CH3CH2OCH2CH3+H2O副反应：CH3CH2OH→CH2=CH2+H2O三、实验仪器和药品：微反器，气相色谱和色谱工作站，精密微量液体泵, 样品筛(20-40目)乙醇脱水催化剂，化学纯乙醇，分析纯乙醚，蒸馏水, 催化剂H-ZSM-5四、实验步骤：图1 实验装置图1.准备工作：（1）.色谱连接：检查作为色谱载气的氮气钢瓶压力是否大于 2.5kgf/cm2,如果低于该值要更换钢瓶，检查无误后，接好色谱载气接口，处理好色谱尾气接口，检查色谱柱的连接情况。
（2）。
催化剂的装填：先准备好催化剂，然后用干量筒取催化剂5ml,在精密天平上称重并记录。
根据反应管的内径，计算出催化剂所占的高度，然后根据恒温区曲线确定其在反应管内的最好填充位置。
从装置上拆下反应管，在反应器的底部放入少量的岩棉，然后加入适量高度处理过的瓷环和石英砂，再放入少量的岩棉，将称量好的催化剂，缓慢、全部加入到反应器中，并轻微的振动，然后记录催化剂的高度，确定催化剂在反应器中的装填高度，在装入瓷环或石英砂至反应管口，然后将反应器顶部密封。
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铈锰复合氧化物催化剂的研究
摘要：本实验中先制备不同配比的铈锰复合氧化物，作为甲苯氧化反应的催化剂。
然后采用差热分析(DTA)、BET色谱和气相色谱等仪器分析方法，对所制得的催化剂
进行诸如热分解温度、比表面积、催化活性等物理化学参数的测定。
最后通过对
这些结果的分析，探讨该类催化剂的配方对催化活性的影响。
关键词：铈锰氧化物催化剂比表面积活性
The Study of Ce-Mn Oxide Catalyst
Abstract：In this experiment, the different proportions of Ce-Mn oxide are prepared to catalyze the oxidation reaction of toluene. Instrumental analysis methods:
Differential thermal analysis, Brunauer Emmett Teller procedure and Gas
chromatograph, for example, are used to measure several physical chemistry
parameters. At last, we can discuss the relationship between Ce-Mn
proportioning and the activity of catalyst by analyzing these data, such as
temperature of thermal decomposition, specific surface area, activity, etc. Key words：Ce-Mn oxide, Catalyst, Specific surface area, Activity
1.前言
差热分析法
差热分析（differential thermal analysis , DTA ）是在程序控温下测量样品和参比物（在测量温度范围内不发生任何热效应的物质）之间的温度差与温度关系的一种技术。
在实验的过程中，可将试样与参比物的温差作为温度或时间的函数连续记录下来：ΔT = f （T or t ）
本实验的参比物是活性氧化铝颗粒；实验目的是通过差热分析确定硝酸盐的分解温度，从而在该温度下进行催化剂的烧结，在载体上得到铈、锰的氧化物。
BET 色谱法
1克质量的多孔固体所具有的总表面积（包括外表面积和内表面积）定义为比表面积，以m 2/g 表示。
在气固多相催化反应的机理研究中，大量的事实证明气固多相催化反应是在固体催化剂表面上进行的。
某些催化剂的活性与其比表面有一定的关系，因此测定固体的比表面对多相反应机理的研究有着重要意义。
测定多孔固体比表面的方法很多，其中BET 气相吸附色谱法是比较有效、准确的方法。
BET 吸附理论的基本假设是：在物理吸附中，吸附质和吸附剂之间的作用力是范德华力，而吸附分子之间的作用力也是范德华力。
当气相中的吸附质分子被吸附在多孔固体表面上之后，它们还可能从气相中吸附同类分子，吸附是多层的，但同一层吸附分子之间无相互作用；吸附平衡是吸附和解吸附的动态平衡，第二层及其以后各层的吸附热等于气体的液化热。
根据这个假设推导得到BET 方程如下：
222/11(1/)N S
N d N S m m S
p p p C V p p V C V C p -=+- P N2 —— 混合气体中氮的分压
P S —— 吸附温度下氮的饱和蒸气压
V m —— 饱和吸附量（标准态）
C —— 与吸附热及凝聚热有关的常数
V d —— 不同分压下的吸附量（标准态） 实验中测量并换算出不同2
N S p p 条件下的饱和吸附量V d ，然后即可以22/(1/)N S d N S p p V p p -对
2
N S p p 做线性拟合，所得直线的斜率k=1m C V C -，截距b=1m V C 。
由此k+b=1m C V C -+1m V C =1m
V ，也就是V m =1k b
+，这是所吸附的氮气在标准状态下的体积。
而标况下每毫升氮分子以单分子层紧密排列所能覆盖的面积为2320
236.0221016.210 4.36(/)22.410
m mL -⨯⨯⨯∑==⨯。
由此，固体的比表面积可表示为20 4.36(/)m V S m g W
=，其中W 为固体样品的质量。
上述线性拟合所需的数据2N S p p 和V d 均须由实验测得的数据计算出。
P S 取实验时的大气压P 0代替，而2222200N C H N C H N C C S C R R R P R R P p p R R P R --=
=⇒=；
不同分压下的吸附量（标准态）V d = K ·R C ·A d
催化剂在不同温度下活性的测定 本实验在不同温度下用制得的催化剂在连续流动反应器中催化甲苯的氧化反应，并用气相色谱法测定甲苯的剩余比例，以此计算出不同温度下甲苯催化氧化反应的转化率，从而作出“转化率-温度”曲线并评价不同温度下的活性。
在操作条件特别是气体流速不变的前提下，气相色谱峰面积正比于流经氢火焰检测器的混合气中甲苯的含量，因此可以将“不流经反应器的混合气”的峰面积作为基准100%，测定“流经反应器的反应尾气”的峰面积而得到尾气中甲苯的剩余比例y ，则1-y=x 即是转化率。
2. 实验部分
2.1 仪器与试剂
研钵，分选筛；10mL 量筒，移液管，洗耳球；烧杯，玻璃棒，干燥器；坩埚，高温烘箱；秒表。
BP310P电子天平Sartorius牌
AI-808人工智能温度控制仪厦门宇光电子技术有限公司
CRY-1差热分析仪器上海精密科学仪器有限公司
N-2010双通道色谱工作站浙江大学智能信息工程研究所
LW-4固定床反应器无锡绘图仪器厂
GC-9790A气相色谱仪温岭福立分析仪器有限公司
ST-03表面孔径测定仪
活性氧化铝；液氮，蒸馏水；氢气(钢瓶)，氮气(钢瓶)，空气(钢瓶)。
50% Mn(NO3)2溶液（化学纯）
Ce(NO3)3·6H2O （化学纯）
2.2实验步骤
1)催化剂的制备：研磨并筛选出60~80目的γ-Al2O3；取适量的硝酸锰溶液和硝酸亚铈晶体在干净烧杯中溶解完全，然后倒入少量的上述γ-Al2O3，搅拌均匀使溶液完全被Al2O3载体吸附。
所得潮湿样品放入红外烘箱中烘干，在烘干过程中注意要不断地搅拌。
2）热分解温度的测定：在反应炉中的两个坩埚中分别加入未焙烧过的样品和参比物--活性氧化铝，将炉体旋下，打开冷凝水。
首先设置UGU型AI人工智能工业调节器的温度范围50－460℃。
开启记录仪和2010型双通道色谱工作站,进行仪器调零，然后使调节器将按10℃/1min的升温速度将温度从室温升高到460℃，记录下差热图，然后根据转折点的坐标查出催化剂的分解温度。
3）BET色谱法测定催化剂的比表面：在样品管里填装少量的催化剂，并用增量法计算出样品的质量W，两端塞上少量脱脂棉后在加热条件下用干燥氢气吹扫半小时。
冷却。
将样品管装入气路，打开载气；净化冷阱中加入液氮；六通阀保持在吸附位置。
以皂膜流量计检测，将氢气载气的流速调节到30mL /min左右。
再以皂膜流量计检测，将混合气中氢气的流速调节到30mL /min左右。
打开氮气阀门，以皂膜流量计检测，将混合气的流速调节到15mL /28s左右。
六通阀保持在吸附位置，用液氮冷却样品管4min，催化剂样品对混合气中的氮气产生物理吸附；然后将六通阀扳到脱附位置，用自来水浸泡样品管，测定脱附曲线。
重复3次。
依然如上述“吸附-脱附”操作，但是4min的液氮冷却步骤改为自来水浸泡，以此测定一次管路死体积带来的空白值。
将氮气流速加大，使混合气的流速依次为15mL /26s、15mL /24s、15mL /22s左右，每种流速下各自重复上述的“吸附-脱附”循环3+1次。
4）测定催化剂的活性：以石棉支撑将少量样品装入反应管，并用增量法计算出样品的质量W，放入加热炉中心区域。
连接好气路，调节载气和反应气的进气压力，点燃氢火焰检测器的氢焰。
调节加热炉温度至恒定于190℃。
六通阀保持在样品位置，取样1min后进样，测定反应尾气中的甲苯峰。
这一“取样-进样”循环重复3次。
再将六通阀扳到参比位置，如上操作三个循环，测定当前条件下未反应混合气中的甲苯峰。
将加热炉温度升高，使其依次恒定在220℃、250℃、280℃、310℃，每种温度下各自重复上述的“取样-进样”循环3+3次。
3.结果与讨论
3.1 实验结果
催化剂的热分解温度为150.8℃。