催化剂的工业生产要求
催化剂注意事项
催化剂注意事项催化剂是一种能够加速化学反应速率的物质，它在反应中发挥着重要的作用。
催化剂的选择和使用对于化学工业中的生产效率和环境保护都起着至关重要的作用。
本文将从催化剂的特性、选择、使用注意事项等方面进行介绍。
一、催化剂的特性1. 催化剂对反应物产生化学作用，但本身并不参与反应，因此在反应结束后可回收和重复使用。
2. 催化剂能够在较低的温度和压力下加速反应速率，降低能量消耗和环境污染。
3. 催化剂可以选择性地促进某些反应途径，使反应产物更加纯净和选择性。
二、催化剂的选择1. 催化剂的选择应根据具体反应类型和反应条件来确定，不同的反应需要不同的催化剂。
2. 催化剂应具有较高的活性和选择性，能够在较低的温度和压力下实现高效的催化效果。
3. 催化剂的稳定性和寿命也是选择的重要因素，稳定的催化剂能够长时间保持催化活性，降低生产成本。
三、催化剂的使用注意事项1. 催化剂的添加量应适量，过少可能无法达到预期的催化效果，过多可能会导致副反应的产生。
2. 催化剂的活性可能受到反应物浓度、温度、压力等因素的影响，应根据实际情况进行调整。
3. 催化剂的选择和使用应考虑到反应物的性质和反应机理，以确保催化剂能够与反应物相互作用并产生催化效果。
4. 催化剂的稳定性和寿命需要进行监测和管理，及时更换老化的催化剂以保持催化效果。
5. 催化剂的制备和处理应符合安全、环保的要求，避免对人体和环境造成危害。
四、催化剂在工业生产中的应用1. 催化剂广泛应用于石油化工、化学合成、环境保护等领域。
例如，催化裂化用于石油的加工，催化加氢用于燃料的制备，催化氧化用于有机物的合成等。
2. 催化剂的应用可以提高反应速率，降低能量消耗和废物产生，提高产品质量和产率，具有重要的经济和环境效益。
五、催化剂的发展趋势1. 高效催化剂的研发是当前的热点和难点，追求更高的活性、选择性和稳定性是催化剂研究的重要目标。
2. 纳米催化剂的应用也是当前的研究热点，纳米材料的特殊性能有助于提高催化效果。
工业催化剂的研制与应用
工业催化剂的研制与应用工业催化剂是各种化学反应过程中必不可少的重要物质，其能够促进化学反应的进行并提高反应速率和效率。
催化剂的研制和应用在工业上拥有广泛的应用，可以为工业带来经济效益和环保效益，同时也对促进工业发展起到了重要作用。
一、工业催化剂的种类及作用工业催化剂分为氧化剂、还原剂、酸性催化剂、碱性催化剂、阴离子催化剂等多种类型。
而不同种类的催化剂具有不同的反应机制和反应过程，因此其作用也是不同的。
酸性催化剂是工业上使用最广泛的催化剂，其能够促进酯化、缩醛、缩酮、异构化、分解等反应的进行。
例如，在炼油工业中，一些化合物的加氢和脱氢反应需要使用固体酸作为催化剂，来促进其反应的进行。
碱性催化剂可以促进酰胺、酰基化、酰丙基化、酸化以及酯交换等反应的进行。
在工业上，建筑材料的生产中也需要使用到碱性催化剂，以促进硅酸盐水泥的反应。
二、工业催化剂的研制与应用工业催化剂在各个领域的应用都有所涉及，比如汽车尾气净化、石化、医药制造、化学品生产等。
而不同种类催化剂所涉及的领域和使用情况也是不相同的。
因此，催化剂的研制和应用在工业上具有重要意义。
催化剂的研制往往需要运用到多种高端技术，如前期试验、催化剂的性能测试、反应过程的分析、催化剂结构的表征等。
对于催化剂的容量、性能和结构等方面的优化也是很重要的。
在催化剂的应用方面，需要选择合适的催化剂来促进化学反应的进行。
在选择催化剂时，需要考虑每个反应的特点、参数和条件，以确定使用何种催化剂、反应条件和催化剂的催化效率等。
在实际工业生产过程中，为了提高催化效率和降低成本，需要掌握催化剂的最佳组合和操作条件。
三、工业催化剂的未来研发方向随着科技的不断进步和人类对于环保的重视，工业催化剂的研发方向也将会面临新的挑战和机遇。
未来的工业催化剂将更加注重环境保护，减少化学反应过程中有害物质的排放，提高反应的效率和稳定性。
同时也需要提高催化剂的容量和催化效率，在工业生产过程中实现更加可持续发展的目标。
催化剂生产工艺流程
催化剂生产工艺流程
《催化剂生产工艺流程》
催化剂是一种能够加速化学反应速率的物质，广泛应用于化工、石油、环保等领域。
催化剂的生产工艺流程十分复杂，需要经历多个环节的处理和加工。
首先，催化剂的生产需要选择合适的原料。
通常情况下，催化剂的原料主要包括金属、氧化物、硅酸盐等。
这些原料需要经过混合、研磨等工艺步骤，制备成符合要求的颗粒状物料。
接下来，原料需要经过成型和煅烧等工艺步骤。
成型是指将原料加工成所需的形状，可以采用压制、浸渍、喷涂等方法。
随后进行的煅烧工艺则是将成型后的原料在高温条件下进行加热处理，促使其发生化学变化，形成催化剂的活性晶相结构。
完成煅烧后，还需要进行活性组分的添加和表面改性等处理。
活性组分的添加是为了提高催化剂的活性能和选择性，而表面改性则是为了调控催化剂的表面性质，使其更好地适应实际工业生产的需要。
最后，经过严格的检测和筛选，合格的催化剂产品才能被用于实际应用。
这包括物理性能测试、化学性能测试等多个方面的检验，以确保产品的质量符合标准。
总的来说，催化剂生产工艺流程包括原料准备、成型煅烧、活性组分的添加和表面改性，以及产品的检测等多个环节。
每个
环节都需要严格控制，只有经过严格的工艺流程和检验，才能生产出高质量的催化剂产品。
催化剂在工业生产过程中的应用与优化
催化剂在工业生产过程中的应用与优化催化剂是一种能够促进或改变化学反应速率的物质。
在工业生产过程中，催化剂广泛应用于各种化学合成、石油加工、环境保护等领域。
其作用是通过提供新的反应路径或者降低活化能，加快目标反应的进行，从而提高生产效率和产物纯度。
本文将介绍催化剂在工业生产过程中的应用，并探讨如何优化催化剂的效果。
一、催化剂在化学合成中的应用1. 有机合成催化剂：有机合成是许多化学工业过程的核心。
催化剂在有机合成中起到引发并加速化学反应的重要作用。
例如，铂催化剂常用于合成有机酸和醇，以及氧化反应。
钯催化剂则被广泛应用于有机合成中的氢化和交叉偶联反应。
通过选择合适的催化剂，可以实现高效、高选择性的有机合成过程。
2. 化工合成催化剂：化工合成过程中，催化剂的应用得到了广泛应用。
例如，氧化铝催化剂在异丁烷加氧过程中扮演着重要角色，产生丁酮和丁烯。
另外，催化裂化是石油工业中常见的过程，通过加热和催化剂的作用，将重质石油分解成高级烃。
二、催化剂在石油加工中的应用石油加工是现代工业生产中不可或缺的一部分。
催化剂在石油加工过程中的应用主要包括裂化、重整和加氢。
1. 催化裂化：催化裂化是将原油中的长链烃分解成较短链烃的过程。
这涉及到催化剂的选择和设计，以提高产物的分布和选择性。
常见的催化裂化催化剂包括沸石催化剂和金属催化剂。
沸石催化剂在催化裂化中起到分子筛的作用，帮助控制碳链的长度和产物选择性。
金属催化剂则可以促进裂解反应的进行。
2. 催化重整：催化重整是将低价的烃类转化为高级芳烃和烯烃的过程。
这旨在提高石油产品的质量和附加值。
催化重整过程中常使用铂-铝氧化物催化剂，该催化剂能够促进烃类的分子重排，生成具有较高活性的芳烃和烯烃。
3. 催化加氢：催化加氢是将石油原料中的硫、氮和氧化物还原为对环境和使用设备无害的物质的过程。
通过加氢反应可以大幅度减少有害气体的排放，同时提高石油产品的品质。
常见的催化加氢催化剂包括钼-铝氧化物和镍-硫化物催化剂。
化学催化剂在工业生产中的应用与效益
化学催化剂在工业生产中的应用与效益化学催化剂是一类能够加速化学反应速率的物质，在工业生产中具有广泛的应用。
通过引入合适的催化剂，可以提高反应速率、降低反应温度、减少能源消耗等，从而大幅度提高工业生产的效率和经济效益。
1. 催化剂的定义与作用催化剂是指一种能够参与反应但在反应结束时能够回到原来状态的物质。
催化剂通过改变反应路径，降低活化能，加速反应速率，实现对反应的调控和促进。
2. 催化剂的分类与应用催化剂根据其结构和化学性质的不同，可分为金属催化剂、酶催化剂、酸碱催化剂等多种类型。
不同类型的催化剂在工业生产中起到了各自独特的作用。
2.1 金属催化剂金属催化剂常用于合成、氧化还原、聚合等反应中。
例如，在石油化工生产中，铜催化剂可用于裂化反应，提高汽油和燃料油的产率。
铂、钯等负载型金属催化剂可用于催化加氢反应，提高石油储备和加氢裂化产品的质量。
此外，金属催化剂还常用于氧化反应、氨合成等工业生产中，具有重要的应用价值。
2.2 酶催化剂酶催化剂是一类在生物体内发挥催化作用的特殊蛋白质，具有高效、高选择性和环境友好等特点。
酶在食品加工、药物合成、生物燃料电池等多个领域具有广泛的应用。
例如，在酿酒过程中，酵母菌中的酶可催化糖类物质发酵生成酒精，实现酒的酿造。
2.3 酸碱催化剂酸碱催化剂是一类以酸碱物质为基础的催化剂。
酸催化剂可用于酯化反应、重整反应等，而碱催化剂常用于酯交换、合成反应等。
例如，硫酸催化剂可用于酯化反应，促进有机酸与醇的反应，生成酯类化合物。
此外，硅酸催化剂可用于重整反应，提高汽油的辛烷值。
3. 催化剂在工业生产中的效益催化剂在工业生产中有着显著的效益，主要表现在以下几个方面：3.1 提高反应速率催化剂通过降低反应的活化能，显著提高了反应速率，从而加快了工业生产的进程。
具有高效率和高选择性的催化剂，使得反应可以在较低的温度和压力下完成，降低了能源消耗，减少了反应废物的产生。
3.2 改善产品质量催化剂在反应过程中发挥选择性作用，能够调控反应生成物的比例和结构，从而改善了产品的纯度和质量。
第4章 工业催化剂的制备、成型与使用
举例
沉淀法 水合氧化物，如氢氧化铁等的制备
浸渍法 混合法
贵金属负载到金属氧化物载体Al2O3 或 SiO2 等载体上
氧化铁-氧化铬CO 变换催化剂的制备
熔融法 合成氨的铁催化剂的制备
沥滤法 瑞尼镍催化剂的制备
… ……
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§1 沉淀法制备工业催化剂
沉淀法是借助沉淀反应，用沉淀剂(如碱类物质) 将可溶性的催化剂组分(金属盐类的水溶液)转化为 难溶化合物，再经过滤、洗涤、干燥、焙烧、成型 等工序制得成品催化剂。
老化阶段的变化 ① 细晶体逐渐溶解，并沉积到粗晶体上，……， 获得颗粒大小较为均一的粗晶体 ② 孔隙结构和表面积发生变化，原来吸留在细晶 体之中的杂质随溶解过程转入溶液 ③ 初生的非稳定结构的晶体，会逐渐变成稳定的 结构
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五、沉淀物的过滤、洗涤、 干燥、焙烧、成型和还原操作
1. 过滤与洗涤
悬浮液的过滤，可使沉淀物与水分开，同时除 去NO3-、SO42-、Cl-、K+、Na+、NH4+等离子。
一、沉淀过程和沉淀剂的选择
沉淀产生的条件 ——形成沉淀物的离子浓度积大于该条件下的
浓度积Ksp 沉淀物的形成过程，包括两方面： 1) 晶核的生成，-- 形成沉淀物的离子相互碰撞生 成沉淀的晶核 2) 晶核的长大，-- 溶质分子在溶液中扩散到晶核 表面，晶核继续长大成为晶体
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图 难溶沉淀的生成速率示意组图
4.浸渍沉淀法 盐溶液浸渍操作完成后，再加沉淀剂，
而使待沉淀组份沉积在载体上。
沉淀法分类
6.超均匀共沉淀法
将沉淀操作分成两步进行，先制成盐溶液的悬 浮层，并将这些悬浮层立即瞬间混合成为超饱和 的均匀溶液；然后由超饱和的均匀溶液得到超均 匀的沉淀物。
催化剂克级-公斤级-吨级逐步放大的稳定生产工艺
催化剂克级-公斤级-吨级逐步放大的稳定生产工艺催化剂在化学工业生产过程中起着至关重要的作用，它可以提高反应速率、改善产物选择性以及降低反应温度等。
随着需求量的增加，从克级生产逐步放大至公斤级和吨级生产，是一个稳定生产工艺逐步放大的过程。
本文将以催化剂的生产过程为主线，详细介绍催化剂从克级到公斤级、然后到吨级的逐步放大的稳定生产工艺。
催化剂的克级生产是新开发催化剂的开始阶段，通常在实验室中进行。
首先，通过设计合成路线，选择合适的原料，并进行精确称量。
然后，按照合成路线进行反应，控制反应条件（如温度、压力、pH值等），以获得所需的催化剂。
接下来，通过过滤、洗涤等步骤，将催化剂从反应混合物中分离出来。
最后，通过干燥和粉碎等工艺，得到催化剂的最终产品。
在克级生产工艺稳定后，可以考虑逐步将生产规模扩大到公斤级。
这是一个生产实验室得到的催化剂的中间阶段。
通过优化反应条件、增加反应设备的规模和容量，以及改进分离和纯化工艺，可以实现催化剂的生产规模的逐步增加。
在这个阶段，为了提高催化剂的产量和质量稳定性，还需要对工艺参数进行进一步优化，并加强对原料、中间产物和成品的严格检验。
同时，为了满足市场需求，还需要考虑提高生产效率、降低成本和增加生产能力等方面的问题。
当公斤级生产工艺稳定后，下一步是将生产规模逐步放大到吨级。
这是一个大规模生产的阶段，需要进一步提高生产效率和工艺的可控性。
在这个阶段，通常会建立一个大型的生产工厂，设立专门的生产线和装备，并引入自动化和智能化技术，以实现生产的高效化和规模化。
同时，为了确保产品的质量，还需要采取严格的质量控制措施，并加强对原料和成品的检验和监测。
此外，为了适应市场需求和满足国家的环境保护要求，还需要考虑资源利用、能源消耗和废物处理等方面的问题。
总体而言，催化剂的稳定生产工艺从克级到公斤级再到吨级的逐步放大，需要充分考虑原料选择、反应条件、分离纯化、设备选型和质量控制等方面的问题。
脱硝催化剂国标
脱硝催化剂国标脱硝催化剂在现代工业生产过程中扮演着重要的角色。
它可以帮助净化废气中的有害物质，保护环境，维护人类的健康。
随着环保意识的提升和环境保护政策的推行，制定脱硝催化剂的国家标准显得尤为重要。
脱硝催化剂的定义和分类脱硝催化剂，顾名思义，是用于催化氮氧化物脱除的一种催化剂。
它通过将废气中的氮氧化物与其中的还原剂进行催化反应，使氮氧化物转化为无害的氮气和水。
根据其化学成分和工作原理的不同，脱硝催化剂可以分为氨基基脱硝催化剂和非氨基基脱硝催化剂两大类。
脱硝催化剂的作用机理脱硝催化剂的作用机理主要有两个方面：氧化反应和催化反应。
在氧化反应中，在适当的温度下，催化剂可以将废气中的氮气氧化为二氧化氮。
而在催化反应中，催化剂可以将废气中的氮氧化物与还原剂进行反应，生成氮气和水。
脱硝催化剂国标的必要性制定脱硝催化剂的国家标准具有重要的现实意义。
首先，国家标准可以规范脱硝催化剂的生产和使用，提高产品质量，增强产品的竞争力。
其次，国家标准可以为脱硝催化剂行业提供技术参考和指导，促进技术创新和产业升级。
最后，国家标准可以加强对脱硝催化剂的监管，保护环境，减少对人类健康的危害。
制定脱硝催化剂国标的原则和方法制定脱硝催化剂国家标准应遵循一些原则和方法。
首先，应综合考虑国内外相关标准和技术要求，借鉴先进经验，确保标准的科学性和合理性。
其次，应充分听取各方意见，广泛征集专家意见，并经过专业评审和公众公示，确保标准的公正性和透明性。
最后，应不断修订和完善国家标准，与时俱进，适应科技发展和工业需求的变化。
脱硝催化剂国标的前景和挑战制定脱硝催化剂国家标准具有广阔的前景，但也面临一些挑战。
首先，脱硝催化剂技术的发展非常快速，标准制定需要不断更新和调整，以适应新技术的应用。
其次，脱硝催化剂的生产和使用涉及到多个行业，需要各个行业的合作和协调。
最后，标准的制定需要政府、企业和专家的共同努力，需要行业协会和科研机构的支持和配合。
结论脱硝催化剂作为环保领域的重要产品，其国家标准的制定具有重要的意义。
催化剂生产质量标准
催化剂生产质量标准催化剂是一种重要的化学物质，广泛用于工业生产中的催化反应中。
催化剂能够提高反应速率、降低反应温度以及改善反应选择性，对于提高工业生产效率和环境友好性具有重要作用。
然而，催化剂的质量对于反应的效果和产物的纯度有着直接影响，因此制定合适的生产质量标准对于保障催化剂的品质至关重要。
首先，催化剂的化学成分是决定其性能和效果的关键因素之一。
催化剂应该具有明确的成分比例，以确保反应的正常进行和良好的选择性。
不同反应需要不同的催化剂，并且在合成过程中，催化剂的成分应符合工艺要求，充分满足反应需求。
催化剂生产过程中的化学成分检测是确保催化剂质量标准的重要环节，需要精确可靠的分析方法和仪器设备。
其次，催化剂的物理性质也直接影响其催化效果。
催化剂的表面形貌、孔隙结构以及颗粒大小都会影响反应的速率和选择性。
因此，在生产过程中需要确保催化剂的物理性质符合设计要求。
例如，制备催化剂时需要控制颗粒尺寸的分布，以保证反应物和反应物能够均匀地接触到催化剂表面，从而提高催化效果。
此外，还需要检测催化剂表面的活性位点分布情况，以确保催化剂的活性和选择性。
此外，催化剂的稳定性也是制定质量标准时需要考虑的重要因素之一。
催化剂在反应中可能会受到腐蚀、毒化等因素的影响，导致其活性和选择性的降低。
因此，在制定催化剂质量标准时，需要对其稳定性进行评估。
一种方式是通过长期稳定性测试来评估催化剂在实际工业反应中的寿命。
此外，在催化剂的制备过程中，也需要遵循一定的工艺规范，以降低可能的催化剂变质和退化的风险。
最后，催化剂的纯度也是制定质量标准不可忽视的因素。
催化剂在作用于反应物时，可能会与其发生物理或化学反应，产生副产物，影响反应的效率和选择性。
因此，在生产中需要严格控制催化剂的纯度，尽量减少与反应物之间的非选择性反应。
纯度检测方法的研发是催化剂制备过程中的一个重要方向，旨在提高催化剂的纯度，减少对环境和产品的负面影响。
综上所述，催化剂的生产质量标准涉及其化学成分、物理性质、稳定性和纯度等方面。
化学催化剂国家政策
化学催化剂国家政策化学催化剂是一种重要的工业原料，广泛应用于炼油、化工、医药、农药、塑料等领域。
随着国家经济的快速发展，对化学催化剂的需求也在不断增加。
为了提高我国催化剂的技术水平，加强国内企业在催化剂领域的创新能力，国家制定了一系列的政策来支持和促进化学催化剂的发展。
首先，国家加大了对催化剂研究的投入。
催化剂作为能够提高反应速率和选择性的重要工具，对于提高化工产品质量和降低生产成本具有重要意义。
为了提高我国催化剂的研发水平，国家逐步增加对催化剂研究的资金支持，鼓励企业和科研机构加强合作，推动催化剂技术的创新和转化。
其次，国家鼓励催化剂生产企业进行技术改造。
催化剂生产主要依赖于先进的生产设备和工艺，而我国目前在这方面还存在一定的短板。
为了提高我国催化剂的生产技术水平，国家通过资金支持和税收优惠等方式，鼓励企业引进和掌握先进的催化剂生产技术，同时加强对生产设备和工艺的研发和改进。
此外，国家也加大了对催化剂行业的监管力度。
催化剂的质量和安全性对于化工生产来说至关重要。
为了保障催化剂产品的质量和安全，国家加强了对催化剂生产企业的监管和检验。
要求企业建立完善的质量管理体系和产品追溯机制，加强对催化剂产品的抽检和监测，严厉打击假冒伪劣催化剂产品的生产和销售。
此外，国家也鼓励企业加强技术创新和研发合作。
催化剂领域的技术创新和研发合作对于提高我国催化剂产业竞争力具有重要意义。
为了促进技术创新和研发合作，国家对于在催化剂研发领域突破性技术的企业给予一定的政策支持，鼓励企业加强合作，共享资源和优势，推动催化剂技术领域的创新，提高我国催化剂产业的核心竞争力。
综上所述，国家对化学催化剂的发展制定了一系列的政策，包括加大对催化剂研究的投入、鼓励企业进行技术改造、加强催化剂行业的监管和鼓励企业加强技术创新和研发合作等。
这些政策的出台和实施，不仅促进了我国催化剂产业的稳定发展，提高了催化剂产品的质量和竞争力，也为我国相关产业的升级和转型提供了有力的支持。
催化剂在工业生产中的应用
催化剂在工业生产中的应用随着工业化程度的不断提高，我们生活中离不开工业生产。
工业生产的过程中，很多涉及化学反应的步骤需要催化剂的参与，以加速反应的速率并提高产物的收率。
本文将介绍催化剂在工业生产中的应用。
一、什么是催化剂？催化剂是指在化学反应中能够降低活化能，加速反应速率，提高产物收率的物质。
催化剂本身不参加反应物的化学变化，也不消耗，通常可以重复使用。
二、催化剂的应用领域(一) 化学工业化学工业中广泛使用的催化剂包括氧化钴催化剂、氧化铜催化剂、氧化镍催化剂、铜铝催化剂、铝合金催化剂等。
在生产合成氨、丙烯、苯酚、糖等过程中，都需要使用催化剂。
例如，在合成氨的过程中，铁-铝催化剂用于催化氮和氢的反应，生成氨气，这是制取氨的主要工艺。
(二) 石油化工石油化工行业生产过程中，催化剂的应用十分广泛，例如合成氧化甲烷催化剂、煤化工催化剂、石化催化剂等，它们被广泛应用于制取汽油、柴油等燃料油。
此外，还用于合成橡胶、塑料、合成树脂等。
(三) 医药化工医药化工领域需要使用催化剂制备过程中的合成步骤和加工过程，以提高反应的速率、选择性和产物的高纯度性，如合成药物中间体的过程中就需要使用催化剂。
(四) 能源化学在能源化学中，常用的催化剂包括沸石、加氢催化剂、氧化还原催化剂等。
加氢催化剂主要应用于净化石油产品中的硫、氮，以及合成轻质油和合成气。
三、催化剂的种类催化剂的种类很多，可以根据所含物质的类型进行分类。
例如：（一）金属催化剂：如铂、钯、铜等金属催化剂；（二）酸催化剂和碱催化剂：如硫酸、氢氧化钠等；（三）氧化还原催化剂：如氧化亚铁等；（四）沸石类催化剂：如HZSM-5沸石等。
四、催化剂的优势使用催化剂可以显著提高反应效率和选择性，从而减少能源消耗和环境污染。
催化剂能够加速化学反应，提高产物的收率和纯度，并减少废气、废水和固体废弃物的产生。
而催化剂本身不会被消耗或污染，可以重复利用，降低生产成本和环境压力。
五、催化剂在环境保护中的作用催化剂的应用可以带来环保效益。
第10章工业催化剂制备和使用
为晶形沉淀的快速而有效的方法。最近普遍用来制备以廉价 的水玻璃为原料的高硅钠型分子筛，包括丝光沸石、Y型、X 型合成分子筛。
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10-1 工业催化剂的制备
1. 沉淀法 （8）沉淀法的分类
⑥水热合成法 在常温常压下水溶液的沉淀理论，形成沉淀粒子的因素是
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10-1 工业催化剂的制备
1. 沉淀法
超均匀沉淀法制备硅酸镍催化剂。 先将硅酸钠溶液放入混合器，再将 20%的硝酸钠溶液慢慢倒至硅酸钠溶 液之上，最后将含硝酸镍和硝酸的溶 液慢慢倒于前两个溶液之上。立即开 动搅拌机使其成为超饱和溶液。放置 数分钟至几小时，便能形成超均匀的 水凝胶式胶冻。用分离方法将水凝胶 自母液分出或将胶冻破碎成小块，经 水洗、干燥和焙烧即得所需催化剂。 这样得到的催化剂其结构与由氢氧化 镍和水合硅胶机械混合制得的催化剂 是不同的。
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10-1 工业催化剂的制备
1. 沉淀法 （5）pH值 沉淀法常用碱性物质作沉淀剂，沉淀物的生成在
相当大的程度上受pH值的影响。
Al3+ + OH-
pH＜7 Al2O3·mH2O 无定形胶体 pH＝9 α-Al2O3·H2O 针状胶体 pH＞10β-Al2O3·nH2O 球状结晶
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10-1 工业催化剂的制备
1. 沉淀法 （8）沉淀法的分类 ③均匀沉淀法和超均匀沉淀法
均匀沉淀法是在沉淀的溶液中加入某种试剂，此 试剂可在溶液中以均匀的速率产生沉淀剂的离子或 者改变溶液的pH值，从而得到均匀的沉淀物。如在 铝盐中加入尿素，加热到363-373K，溶液中有如下 反应，并生成均匀的Al(OH)3沉淀：
脱硝催化剂生产
脱硝催化剂生产脱硝催化剂是一种用于减少燃煤发电厂与工业锅炉排放的氮氧化物（NOx）的重要化学物质。
它是通过一系列的化学反应，将有害的氮氧化物转化为无害的氮气和水蒸气，从而降低了大气中氮氧化物的浓度，减少了空气污染。
脱硝催化剂的生产是一个复杂的过程，需要经过多个步骤才能获得高纯度的产品。
首先，原料的选择非常关键。
通常使用的原料包括铝、钨、钒等金属，以及一些稀土元素。
这些原料需要经过精确的配比，以确保最终产出的催化剂具有良好的催化性能。
在生产过程中，焙烧是一个非常重要的步骤。
焙烧是将混合物加热到高温下进行热分解的过程，以使原料中的杂质挥发掉并形成所需的晶体结构。
焙烧温度和时间的控制非常重要，过高或者过低的温度都会导致催化剂的性能下降。
接下来是活化处理，活化处理是为了提高催化剂的表面活性。
通常采用的方法是在适当的温度下，将催化剂与氨气或者氢气等还原剂进行反应。
这样可以使得催化剂表面的活性位点增多，从而提高催化性能。
除了焙烧和活化处理，还需要进行催化剂的成型和活性测试。
成型是将粉末状的催化剂通过压制或者喷涂等方法形成颗粒状，并且具有一定的机械强度。
活性测试是为了检验催化剂的性能，通常使用的方法是在实验室中进行模拟实验，观察催化剂在一定条件下对氮氧化物的转化率和选择性等指标。
脱硝催化剂的生产还存在一些挑战和难题。
首先，原料的稀缺性是一个问题。
一些金属原料的储量有限，因此需要寻找替代原料或者改进工艺，以减少对原料的依赖。
其次，催化剂的稳定性也是一个值得关注的问题。
在高温、高压和腐蚀性气体的环境下，催化剂会逐渐失活，因此需要进行催化剂的再生或者更换。
总的来说，脱硝催化剂的生产是一个复杂、专业的工艺过程。
通过精确的原料配比、合理的焙烧和活化处理、严格的成型和活性测试，可以获得高纯度和高活性的催化剂产品，为大气污染治理做出贡献。
未来，随着环境保护意识的提高和技术的进一步发展，脱硝催化剂的生产将迎来更好的发展和应用。
第三章 化工生产过程基本知识
池州学院化学与食品科学系
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第一节 工业催化剂
一、催化剂的基本特征
定义：在化学反应体系中，因加入了某种物质而 使化学反应速率明显加快，但该物质的数 量和化学性质在反应前后不变，该物质称 为催化剂。 这种作用称为催化作用。
能明显降低反应速率的物质称为负催化剂。 催化剂能加快反应速度的原因：改变反应途径，反应活
举例：乙烯环氧化生产环氧乙烷。见教材p21
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④用于正反应的催化剂不一定能直接应用于逆反应。 举例：加氢反应和脱氢反应。见教材p22 ⑤催化剂具有一定的使用周期。
催化剂的中毒和流失等使得催化剂的使用周期 有限。
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二、催化剂的组成与性能
催化剂的分类：
汽油 脱硫净化 CH3OH 环境保护 醋酸 药物 环境保护 环境保护 新型聚烯烃
沸石 CoO-MoO3/Al2O3 Cu-Zn/Al2O3 贵金属 RhI2(CO)2 络合催化剂 V2O5-TiO2 Pd,Pt,Rh/SiO2 茂锆等
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第二节 工业催化剂
• 一、催化剂的基本特征 • 二、催化剂的组成与性能 • 三、催化剂的使用 • 四、工业生产对催化剂的一般要求 • 五、催化剂制备方法简介
Vg cm3 / g 。
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固体催化剂
2）孔隙率 pVg
孔隙率是催化剂颗粒的孔容积和颗粒的体积之比。式 中 p g / cm3 为表观密度（假密度），是以颗粒体积计 算的密度。
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固体催化剂
3.孔径及其分布 催化剂中孔道的大小、形状和长度都是不均一的，催化剂孔 道半径可分成三类： 1）微孔，孔半径为1nm左右； 2）中孔，孔半径为1～25nm左右； 3）大孔，孔半径大于25nm的孔。
工业生产对催化剂的要求
工业生产对催化剂的要求工业生产要求催化剂具有较高的活性、良好的选择性、抗毒害性、热稳定性和一定的机械强度。
(1)活性活性是指催化剂改变化学反应速率的能力，是衡量催化剂作用大小的重要指标之一。
工业上常用转化率、空时产量、空间速率等表示催化剂的活性。
在一定的工艺条件（温度、压力、物料配比）下，催化反应的转化率高，说明催化剂的活性好。
在一定的反应条件下，单位体积或质量的催化剂在单位时间内生成目的产物的质量称作空时产量，也称空时产率，即空时产量的单位是kg/( m3．h)或kg/(kg．h)。
空时产量不仅表示了催化剂的活性，而且直接给出了催化反应设各的生产能力，在生产和工艺核算中应用很方便。
空间速率（简称空速）是指单位体积催化剂通过的原料气在标准状况(0℃，iOl.3 kPa)下的体积流量，其单位是m3／(m3．h)，常以符号Sv表示。
空间速率的倒数定义为标准接触时间（t。
），单位是s。
t。
= 3600/Sv实验中，常用比活性衡量催化剂活性的大小。
比活性是指催化反应速率常数与催化剂表面积的比值。
催化剂的活性并非一成不变，而是随着使用时间的延长而变化。
(2)选择性选择性是衡量催化剂优劣的另一个指标。
选择性表示催化剂加快主反应速率的能力，是主反应在主、副反应的总量中所占的比率。
催化剂的选择性好，可以减少反应过程中的副反应，降低原材料的消耗，降低产品成本。
催化剂的选择性表示如下：(3)寿命催化剂从其开始使用起，直到经再生后也难以恢复活性为止的时间，称为寿命。
催化剂的活性与其反应时间的关系如图3 10所示，其使用活性随时间的变化，分为成熟期、活性稳定期和衰老期三个时期。
不同的催化剂，其“寿命”曲线不同。
通常，新鲜催化剂刚投入使用时其组成及结构都需要调整，初始活性较低且不稳定，当催化剂运转一段时间后，活性达到最高而进入稳定阶段。
故此，从催化剂投入使用至其活性升至较高的稳定期称为成熟期（也称诱导期）。
活性趋于稳定的时期称为活性稳定期。
催化剂的特点1
催化剂工业生产、销售催化剂和催化剂制造中所用载体以及所需特殊化工原料的工业。
在催化剂工业中大量生产的是固体催化剂。
这些催化剂不仅要求具有一定化学组成和杂质限度，还要求具有一定形状、颗粒大小、强度、比表面、孔径等，以保证一定的催化活性、催化剂选择性、催化剂寿命，所以催化剂属于精细化工产品。
催化剂一般是过渡元素的单质或者化合物参加反应,改变反映速率,自己不参加反应,不改变转化率,正催化剂增大反映速率,负催化剂减少反映速率催化剂定义：根据iupac于1981年提出的定义，催化剂是一种物质，它能够加速反应的速率而不改变该反应的标准gibbs自由焓变化。
这种作用称为催化作用。
涉及催化剂的放映为催化反应。
催化剂（catalyst）会诱导化学反应发生改变，而使化学反应变快或者在较低的温度环境下进行化学反应。
我们可在波兹曼分布（boltzmann distribution）与能量关系图（energy profile diagram）中观察到，催化剂可使化学反应物在不改变的情形下，经由只需较少活化能（activation energy）的路径来进行化学反应。
而通常在这种能量下，分子不是无法完成化学反应，不然就是需要较长时间来完成化学反应。
但在有催化剂的环境下，分子只需较少的能量即可完成化学反应。
催化剂分均相催化剂与非均相催化剂。
非均相催化剂呈现在不同相（phase）的反应中（例如：固态催化剂在液态混合反应），而均相催化剂则是呈现在同一相的反应（例如：液态催化剂在液态混合反应）。
一个简易的非均相催化反应包含了反应物（或zh-ch:底物;zh-tw:受质）吸附在催化剂的表面，反应物内的键因十分的脆弱而导致新的键产生，但又因产物与催化剂间的键并不牢固，而使产物出现。
目前已知许多表反应发生吸附反应的不同可能性的结构位置。
仅仅由于本身的存在就能加快或减慢化学反应速率，而本身的组成和质量并不改变的物质就叫催化剂。
催化剂跟反应物同处于均匀的气相或液相时，叫做单相催化作用；催化剂跟反应物属不同相时，叫做多相催化作用。
工业制硫酸钒催化剂概要
氟净化指标建议控制在不超过5毫克m32催化剂再生硫酸工业生产中所用的钒催化剂在转化器中经过一定时间的运行饱受水份及s02气体的冲击其强度逐渐降低以至碎裂导致床层阻力逐渐加大转化率下降终于难以维持生产必须更换新催化剂
工业制硫酸钒催化剂概要
一、钒催化剂的组成、应用及特点 硫酸是一种基本的化工原料，我国的硫酸产量已居全球第一位，目前我国主 要采用接触法生产硫酸， 其工艺中二氧化硫氧化的催化剂是生产的关键。它的发 展经历了以氮氧化合物催化作用的气一液反应(铅室法和塔室法)， 以铂为催化剂， 石棉、硫酸镁或硅胶为载体的气一固反应，但是铂价格昂贵，对毒物 (砷、氟) 敏感，易中毒失活，使用受到限制，因此它被活性好、抗毒性强、价廉易得的钒 催化剂取代。目前工业上使用的钒系催化剂是以 V2O5 为活性组分、以碱金属的 硫酸盐(K2SO4 或 Na2SO4)为助催化剂、以硅藻土为载体的多组分催化剂，通称为 钒一钾(钠)一硅体系催化剂。 二、钒催化剂的制备 制备钒催化剂可采用浸渍法，也可采用混合法，我国制备该种催化剂使用湿 混法， 混合工序在轮 碾机上进行(也称为混碾法)。按照波列斯可夫 (Eopeckob) 的看法，在使用温度(400~600℃)下，载体表面上的 V2O5—K2SO4 组分处于熔融 状态，催化 反应实际上是在熔融液层中进行．因此可以认为， V2O5—K2SO4 组 分与载体初次混合后， 在焙烧过程 (500~550℃)还可以进一步混合，采用混合法 制备 工艺可以制得合乎要求的催化剂．其制备流程如图 1
（1） 、水酸雾和矿尘的影响 单纯的水蒸汽对催化剂影响不大,但若与 SO3。结合,生成酸雾,再与矿尘作 用,会生成硫酸铁而结皮,增加通气阻力。 水和酸雾还可能使催化剂组分中碱金属 钾盐作用析出,生成一种低熔点混合物 ,也会出现结块现象,导致系统阻力增加, 影响转化效率。水份、酸雾净化指标应按原化工部的规定,即进转化：水份<0.1 克/ m3 ；酸雾<0.005 克/m3 (二级电雾流程)或 0.03 克/ m3 (一级电雾或文氏 管除雾流程)；矿尘净化指标建议控制在不超过 1 毫克/ m3 ” 。 （2） 、砷、氟的影响 炉气中砷含量高,可使催化剂中毒,活性下降。炉气中氟含量高,会使催化剂 粉化,破坏机械强度,同时氟会腐蚀设备,降低设备使用寿命。 砷净化指标,建议控 制在 1 毫克/ m3 以下；氟净化指标,建议控制在不超过 5 毫克/ m3 2、催化剂再生 硫酸工业生产中所用的钒催化剂在转化器中，经过一定时间的运行，饱受水 份及 SO2 气体的冲击，其强度逐渐降低，以至碎裂，导致床层阻力逐渐加大，转 化率下降，终于难以维持生产，必须更换新催化剂。而弃掉的催化剂中据化学分 析，除了活性组分 V2O5；含量减少外(仍含 V2O5，3～5%)，其它重要成分 K2SO4 和 SiO2 含量基本符台要求，如能通过重新制造出再生钒催化剂，并达到同新催 化剂基本相同的效果，则每吨废催化荆可回收利用载体硅藻土近 1 吨和 V205 40 公斤左右， 可大大降低硫酸生产成本。 而且废钒催化剂再生利用不仅有环境效益， 同时也有明显的经济效益。 再生钒催化剂生产工艺流程与新钒催化剂生产工艺流 程基本相似。但需增加废钒催化剂预处理操作(筛选、粉碎及焙烧等)，其工艺流 程见图 2
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一、工业生产对催化剂的要求工业生产要求催化剂具有较高的活性、良好的选择性、抗毒害性、热稳定性和一定的机械强度。
（1）活性活性是指催化剂改变化学反应速率的能力，是衡量催化剂作用大小的重要指标之一。
工业上常用转化率、空时产量、空间速率等表示催化剂的活性。
在一定的工艺条件（温度、压力、物料配比）下，催化反应的转化率高，说明催化剂的活性好。
在一定的反应条件下，单位体积或质量的催化剂在单位时间内生成目的产物的质量称作空时产量，也称空时产率，即空时产量的单位是kg/( m3．h)或kg/(kg．h)。
空时产量不仅表示了催化剂的活性，而且直接给出了催化反应设备的生产能力，在生产和工艺核算中应用很方便。
空间速率（简称空速）是指单位体积催化剂通过的原料气在标准状况(0℃，iOl.3 kPa)下的体积流量，其单位是m3／(m3．h)，常以符号Sv表示。
空间速率的倒数定义为标准接触时间（t。
），单位是s。
t。
= 3600/Sv实验中，常用比活性衡量催化剂活性的大小。
比活性是指催化反应速率常数与催化剂表面积的比值。
催化剂的活性并非一成不变，而是随着使用时间的延长而变化。
（2）选择性选择性是衡量催化剂优劣的另一个指标。
选择性表示催化剂加快主反应速率的能力，是主反应在主、副反应的总量中所占的比率。
催化剂的选择性好，可以减少反应过程中的副反应，降低原材料的消耗，降低产品成本。
催化剂的选择性表示如下：（3）寿命催化剂从其开始使用起，直到经再生后也难以恢复活性为止的时间，称为寿命。
催化剂的活性与其反应时间的关系如图3 10所示，其使用活性随时间的变化，分为成熟期、活性稳定期和衰老期三个时期。
不同的催化剂，其“寿命”曲线不同。
通常，新鲜催化剂刚投入使用时其组成及结构都需要调整，初始活性较低且不稳定，当催化剂运转一段时间后，活性达到最高而进入稳定阶段。
故此，从催化剂投入使用至其活性升至较高的稳定期称为成熟期（也称诱导期）。
活性趋于稳定的时期称为活性稳定期。
活性稳定期的长短与催化剂的种类、使用条件有关。
稳定期越长，催化剂的性能越好。
随着催化剂使用时间的增长，其催化活性也因各种原因随之下降，甚至完全失活，催化剂进入了衰老期。
此时催化剂需进行再生，以恢复其活性。
从催化剂活性开始下降到完全不能使用时的时间段称为衰老期。
催化剂的寿命越长，其使用的时间就越长，其总收率也越高。
（4）稳定性即催化剂在使用条件下的化学稳定性，对热的稳定性，耐压、耐磨和耐冲击等的稳定性。
较高的催化活性，可提高反应物的转化率和设各生产能力；良好的选择性，可提高目的产物的产率，减少副产物的生成，简化或减轻后处理工序的负荷，提高原料的利用率；耐热、对毒物具有足够的抵抗能力，即具有一定的化学稳定性，则可延长其使用寿命；足够的机械强度和适宜的颗粒形状，可以减少催化剂颗粒的破损，降低流体阻力。
（5）强度、比表面积、密度催化剂的机械强度、比表面积、密度等是催化剂的重要物理性质，对催化剂的使用及寿命有很大的影响。
催化剂应具有一定的机械强度，否则在使用过程中容易出现破碎、粉化现象。
对于流化床反应器，这会造成催化剂的大量流失；对于固定床反应器，这会造成气流通道的堵塞，增加流体阻力等。
1 g催化剂具有的总面积称为该催化剂的比表面积。
催化剂内、外表面积之和为催化剂的总表面积。
催化剂比表面积的大小对于吸附能力、催化活性有一定的影响，从而直接影响催化反应速率。
比表面积越大，活性中心孔越多，活性越高。
催化剂的密度（p）是单位体积催化剂所具有的质量，即工业上根据催化剂体积的不同计算方法，对催化剂密度有以下几种表示方法。
①堆积密度(PB)计算堆积密度时，催化剂的体积为催化剂自由堆积状态时（包括颗粒内孔隙和颗粒间空隙）的全部体积。
②真密度(ps)计算真密度时，催化剂的体积为扣除催化剂颗粒内孔隙和颗粒间空隙后的体积。
③表观密度(pp)计算表观密度时，催化剂的体积为包括催化剂颗粒内孔隙（扣除颗粒间空隙）的体积。
催化剂的密度，尤其是堆积密度的大小影响反应器的装填量。
堆积密度大，单位体积反应器装填的催化剂的质量多，设备利用率大。
二、晶体结构晶体结构即晶体的微观结构，是指晶体中实际质点（原子、离子或分子）的具体排列情况。
自然界存在的固态物质可分为晶体和非晶体两大类，固态的金属与合金大都是晶体。
晶体与非晶体的最本质差别在于组成晶体的原子、离子、分子等质点是规则排列的（长程序），而非晶体中这些质点除与其最相近外，基本上无规则地堆积在一起（短程序）。
金属及合金在大多数情况下都以结晶状态使用。
晶体结构是决定固态金属的物理、化学和力学性能的基本因素之一。
（1）点阵和周期性晶体是各向异性的均匀物体。
生长良好的晶体，外观上往往呈现某种对称性。
从微观来看，组成晶体的原子在空间呈周期重复排列。
即以晶体中的原子或其集合为基点，在空间中三个不共面的方向上，各按一定的点阵周期，不断重复出现。
如从重复出现的每个基元中各取某一相当点，则这些点合在一起形成一个空间点阵的一部分。
确切地说，点阵是一组按连接其中任何两点的矢量进行平移后而能复原的点的重复排列。
空间点阵是认识晶体结构基本特征的关键之一，用它可以方便而又清楚地说明晶体的微观结构在宏观中所表现出的面角守恒、有理指数等定律以及X射线衍射的几何关系。
各点分布在同一直线上的点阵称为直线点阵，分布在同一平面中者称为平面点阵，而分布在三维空间中者称为空间点阵。
空间点阵可以分解为各组平行的直线点阵或平面点阵，并可划分成并置的平行六面体单位。
规定这个单位的矢量为a、b和c。
空间点阵划分成一个个并置的平行六面体单位后，若点阵中各点都位于各平行六面体的顶点处，则此单位只摊到一个点，称为素单位。
平行六面体单位也可在面上或体内带心，摊到一个以上的点，成为复单位。
按照空间点阵的平行六面体单位，可划分成晶体结构的单位，这样的单位称为晶胞。
晶体的一些宏观规律性反映了它微观结构中具有长程序的空间点阵形式。
晶体之所以不同于一般具有短程序的非晶态固体和液体而成为各向异性体，与此有关。
晶体外形为晶面构成的多面体，而晶面必与空间点阵中一组平面点阵平行，晶棱则与某一直线点阵组平行。
在同一种晶体上两个给定晶面之间的交角是两组相应的点阵平面之间的交角，从而是常数。
点阵平面和直线点阵方向的表示方法在任何晶体中，可根据空间点阵的基向量a、b和c来取晶轴系。
若任一点阵平面与它们交于A、B和C，则这个面在这三个晶轴上的倒易截之比，必可通约成三个互质数之比，即h:k:l，这是“有理指数定律”，h,k,l称为点阵平面指数，而（hkl）是该晶面的符号。
晶棱或与一组直线点阵平行的方向可用记号【uvw】来代表，其中u、v和w也是三个互质的整数，称点阵方向指数。
而这个方向与矢量ua+vb+wc平行。
例如直线点阵方向【100】必与a平行，【010】与b平行，等等；而点阵平面（100）必与b和c平行，（010）与c和a平行，等等。
有了点阵概念就可以将晶体结构用下述所谓公式来简单表示：晶体结构=点阵+结构基元（2）晶体对称性在晶体的外形以及其他宏观表现中还反映了晶体结构的对称性。
晶体的理想外形或其结构都是对称图象。
这类图象都能经过不改变其中任何两点间距离的操作后复原。
这样的操作称为对称操作，平移、旋转、反映和倒反都是对称操作。
能使一个图象复原的全部不等同操作，形成一个对称操作群。
在晶体结构中空间点阵所代表的是与平移有关的对称性，此外，还可以含有与旋转、反映和倒反有关并能在宏观上反映出来的对称性，称为宏观对称性，它在晶体结构中必须与空间点阵共存，并互相制约。
制约的结果有二：①晶体结构中只能存在1、2、3、4和6次对称轴，②空间点阵只能有14种形式。
n次对称轴的基本旋转操作为旋转360°/n，因此，晶体能在外形和宏观中反映出来的轴对称性也只限于这些轴次。
（3）空间点阵的类型根据晶体的宏观对称性，布喇菲(Bravais）在1849年首先推导出14种空间点阵，它们的晶轴关系即晶轴的单位长度及夹角（即单胞参量a、b、c、α、β、γ）间的关系，分别属于立方、四方、三方、六方、正交、单斜、三斜共7个晶系（见表）。
其中立方晶系的对称性最高，晶胞的三个边等长（a=b=c）并正交（α=β=γ=90°）。
三斜晶系的对称性最低(a≠b≠c，α≠β≠γ≠90°）。
在四方晶系中，晶胞的两个边等长并正交；而在正交晶系中三个边皆不等长。
在六方晶系中，两个边等长（a=b≠c），它们的夹角γ=120°，而在三方晶系的菱面体晶胞中，三个边等长，三个夹角相等，但无正交关系（三方晶系中也可取六方点阵的晶胞），在单斜晶系，三个边不等长，三个夹角中有两个是90°。
在这7个晶系中，除了由素单位构成的简单点阵（P）外，还可能有体心（I）、底心（C）、面心（F）点阵。
在这些有心的点阵中，晶胞分别有2个或4个阵点。
（3）晶体的共性如果将大量的原子聚集到一起构成固体，那么显然原子会有无限多种不同的排列方式。
而在相应于平衡状态下的最低能量状态，则要求原子在固体中有规则地排列。
若把原子看作刚性小球，按物理学定律，原子小球应整齐地排列成平面，又由各平面重叠成规则的三维形状的固体。
人们很早就注意一些具有规则几何外形的固体，如岩盐、石英等，并将其称为晶体。
显然，这是不严格的，它不能反映出晶体内部结构本质。
事实上，晶体在形成过程中，由于受到外界条件的限制和干扰，往往并不是所有晶体都能表现出规则外形；一些非晶体，在某些情况下也能呈现规则的多面体外形。
因此，晶体和非晶体的本质区别主要并不在于外形，而在于内部结构的规律性。
迄今为止，已经对五千多种晶体进行了详细的X射线研究，实验表明：组成晶体的粒子（原子、离子或分子）在空间的排列都是周期性的有规则的，称之为长程有序；而非晶体内部的分布规律则是长程无序。
各种晶体由于其组分和结构不同，因而不仅在外形上各不相同，而且在性质上也有很大的差异，尽管如此，在不同晶体之间，仍存在着某些共同的特征，主要表现在下面几个方面。
自范性晶体物质在适当的结晶条件下，都能自发地成长为单晶体，发育良好的单晶体均以平面作为它与周围物质的界面，而呈现出凸多面体。
这一特征称之为晶体的自范性。
晶体角守恒定律由于外界条件和偶然情况不同，同一类型的晶体，其外形不尽相同那么，由晶体内在结构所决定的晶体外形的固有特征是什么呢？实验表明：对于一定类型的晶体来说，不论其外形如何，总存在一组特定的夹角，如石英晶体的m与m 两面夹角为60°0′，m与R面之间的夹角为38°13′，m与r面的夹角为38°13′。
对于其它品种晶体，晶面间则有另一组特征夹角。
这一普遍规律称为晶面角守恒定律，即同一种晶体在相同的温度和压力下，其对应晶面之间的夹角恒定不变。