工业催化复习重点修订版
工业催化复习要点
工业催化复习要点一、论述题1、试说明催化剂的稳定性与寿命的区别和联系。
①催化剂的稳定性是指催化剂的活性和选择性随时间变化的情况；寿命是指在工业生产的条件下，催化剂的活性能够达到装置生产能力和原料消耗定额的允许使用时间。
②区别：催化剂的稳定性指的是变化情况，而催化剂的寿命指的是时间的长短。
③联系：催化剂的稳定性直接影响了其寿命，稳定性好的催化剂的寿命长，稳定性不好的寿命短。
2、半导体ZnO在氧气吸附之后电导比未吸附前低，现用ZnO作为CO氧化催化剂，反应时催化剂的电导增加。
请问（1）若O2的吸附为控制步骤时，（2）若CO的吸附为控制步骤时，分别提出增加催化剂的活性的措施。
根据半导体能带理论，ZnO是N型半导体，（1）O2的吸附为控制步骤时，O2得电子过程，应添加施主杂质，如Al3+等。
（2）CO的吸附为失电子过程，应添加受主杂质如Li+。
3、说说催化剂为什么不能改变平衡的位置。
因为化学平衡是由热力学决定的，DG0=-RTlnkp,其中kp为反应的平衡常数，DG0是产物与反应物的标准自由焓之差，是状态函数，只决定于过程的始态和终态，而与过程无关，催化剂的存在不影响DG0值，它只能加速达到平衡所需要的时间，而不能移动平衡点。
二、简答题1、什么是d带空穴？它与金属催化剂的化学吸附和催化性能的关系，d带空穴是越多越好吗？d带空穴是指金属的d带中某些能级未被充满，可看做d带中的空穴。
关系：有d带空穴，就能与被吸附的气体分子形成化学吸附键，生成表面中间物种，具有催化性能。
D带空穴越多，对反应分子的化学吸附也越强。
催化剂的作用在于加速反应物之间的电子转移，这就要求催化剂既具有接受电子的能力，又有给出电子的能力过渡金属的d空穴正是具有这种特性，然而对于一定的反应，要求催化剂具有一定的d空穴，而不是越多越好。
因为并不是d带空穴越多，其催化活性就越大。
过多可能造成吸附太强，不利于催化反应。
2、催化剂的四个基本特征是什么？①催化剂只加速热力学上可以进行的反应，而不能加速热力学上无法进行的反应；②只能改变化学反应的速度，而不能改变化学平衡的位置；③催化剂参与化学反应: 通过改变反应历程、降低活化能而改变反应速度；④催化剂对反应的类型、方向及产物的结构具有选择性。
工业催化考试复习
1.催化剂的作用催化剂能加快化学反应速度，但它本身不因化学的结果而消耗，它也不会改变反应的最终热力学平衡位置。
2.载体的作用有哪些？分散作用稳定化作用支撑作用传热和稀释作用助催化作用3.均相催化所有反应物和催化剂分子分散在一个相中，如均相酸碱催化、均相络合催化。
4.多相催化催化剂与反应物处于不同的相，催化剂和反应物有相界面将其隔开。
如气液、液液、液固、气固、气液固。
5.简述多相催化反应过程包括的五个过程。
反应物向催化剂表面扩散反应物向催化剂表面吸附被吸附的反应物在表面上迁移、化学重排和反应产物由催化剂表面上脱附产物离开催化剂周围的介质扩散6.烧结粉状或粒状物料经加热至一定温度范围而固结的过程7.选择性转化为目的的产物所消耗的某反应物量/某反应转化的总量8.在估量一个催化剂的工业价值时，哪三个因素最重要？考虑的顺序是什么？他们分别是活性、选择性和寿命。
考虑的顺序：9.简述化学吸附的单层与物理吸附的单层的不同之处化学吸附的单层吸附量，即为占领吸附剂的所有吸附部分所需的吸附质的量，而吸附质的吸附部位则是由吸附剂的结构和吸附物的化学性质所决定的。
物理吸附的单层吸附量，则是分子式以密集排列的形式，以完全的单层分子遮盖表面所需的吸附质的量10.如何确定半导体氧化物为n型或p型？N型氧化物的电导由导带中的电子数决定，而p型氧化物的电导则由价带中的正穴数决定。
基于这个原理，可以用下述方法确定非计量氧化物是n型还是p型。
将氧化物基于一定压力的氧气氛中，并测量氧化物的电导随氧气压的变化，如果电导随氧气压力增加而增加，则此氧化物为p型，相反则为n型。
11.在n型和p型半导体催化剂中加入施主杂质，其电导率和逸出功有何变化？N型半导体催化剂加入施主杂质后，它的导电率提高，逸出功降低。
因为n型半导体靠自由电子导电，加入施主杂质后，使得导带自由电子增加，所以导电率提高，Ef提高逸出功降低；而p型半导体催化剂加入施主杂质后，它的导电率降低，逸出功也降低。
工业催化考试重点
⼯业催化考试重点第1、2章复习思考题1、催化剂是如何定义的？催化剂是⼀种能够改变化学反应速度⽽不能改变反应的热⼒学平衡位置，且⾃⾝不被明显消耗的物质。
2、催化剂在⼯业上的作⽤功能或者效果有哪些？1）使得原来难以在⼯业上实现的过程得以实现。
2）由过去常常使⽤的⼀种原料，可以改变为多种原料。
3）原来⽆法⽣产的过程，可以实现⽣产。
4）原来需要多步完成的，变为⼀步完成。
5）由原来产品质量低，能耗⼤，变为⽣产成本低，质量⾼6）由原来转化率低，副产物多，污染严重，变为转化率⾼，产物单⼀，污染减少3、载体具有哪些功能和作⽤？①分散作⽤，增⼤表⾯积，分散活性组分；②稳定化作⽤，防⽌活性组分熔化或者再结晶；③⽀撑作⽤，使催化剂具备⼀定机械强度，不易破损；④传热和稀释作⽤，能及时移⾛热量，提⾼热稳定性；⑤助催化作⽤，某些载体能对活性组分发⽣诱导作⽤，协助活性组分发⽣催化作⽤。
4、代表催化剂性能的重要指标是什么？催化剂的反应性能是评价催化剂好坏的主要指标，它主要包括催化剂的活性、选择性和稳定性。
（1）催化剂的活性：指催化剂能加快化学反应的反应速度的程度（2）催化剂的选择性：使反应向⽣成某⼀特定产物的⽅向进⾏。
（3）催化剂的稳定性：是指在使⽤条件下，催化剂具有稳定活性的周期5、多相催化反应的过程步骤可分为哪⼏步？实质上可分为⼏步？（1）外扩散—内扩散—化学吸附—表⾯反应—脱附—内扩散—外扩散（2）物理过程—化学过程—物理过程6、吸附是如何定义的？⽓体与固体表⾯接触时，固体表⾯上⽓体的浓度⾼于⽓相主体浓度的现象。
7、物理吸附与化学吸附的本质不同是什么？本质：⼆者不同在于其作⽤⼒不同，前者为范德华⼒，后者为化学键⼒，因此吸附形成的吸附物种也不同，⽽且吸附过程也不同等诸多不同。
不同的表现形式为：（后⾯）8、为何说Langmuir吸附为理想吸附？基本假设是什么？模型假设：①吸附表⾯均匀，各吸附中⼼能量相同；②吸附分⼦间⽆相互作⽤；③单分⼦层吸附，吸附分⼦与吸附中⼼碰撞进⾏吸附，⼀个分⼦只占据⼀个吸附中⼼；④在⼀定条件下，吸附与脱附可建⽴动态平衡。
工业催化第二版知识点总结
工业催化第二版知识点总结工业催化是指在化学反应中利用催化剂使反应速率增加或选择性改变的过程。
工业催化是现代工业生产中非常重要的一环，应用广泛。
本文将对工业催化的第二版知识点进行总结，帮助读者更好地理解工业催化的基本原理和应用。
第一部分：催化剂的基本原理催化剂是通过提高反应活化能、改变反应机理或增加反应选择性来促进化学反应的物质。
催化剂通常能够提高反应速率并降低反应温度，从而减少了能源消耗，降低了环境污染。
1.催化剂的种类催化剂可以分为均相催化剂和非均相催化剂。
均相催化剂和反应物处于相同的物理状态，而非均相催化剂和反应物处于不同的物理状态。
非均相催化剂的应用范围更广泛，因为它们可以用于液相、气相和固相反应。
2.催化剂的活性和选择性催化剂的活性是指其参与反应的能力，而选择性是指催化剂对反应产物的影响。
通常情况下，催化剂的活性越高，选择性越好，反应速率也越快。
3.催化剂的表面结构催化剂的表面结构对其催化活性和选择性有重要影响。
表面的活性位点和表面的结晶度都会影响催化剂的性能。
因此，对催化剂的表面结构进行研究对于理解其催化性能非常重要。
第二部分：工业催化的应用工业催化在生产领域有着广泛的应用，下面将介绍几种典型的工业催化反应。
1.氧化反应氧化反应是指通过加氧剂使有机物氧化成相应的羧酸、醛、酮等物质的反应。
氧化反应广泛应用于有机合成、环境保护等领域。
2.加氢反应加氢反应是指通过氢气使有机物还原成相应的烃类化合物的反应。
加氢反应在石油加工、食品加工等行业有着重要的应用。
3.裂解反应裂解反应是指高分子化合物在催化剂作用下断裂成低分子化合物的反应。
裂解反应广泛应用于石油化工、橡胶工业等领域。
4.重整反应重整反应是指重排长链烃，形成较为分子量低的烃类的化学反应。
重整反应在炼油、石化等行业有着重要的应用。
第三部分：工业催化的环境保护作用工业催化在环境保护方面有着重要的作用。
下面将介绍工业催化在环境保护方面的应用。
1.汽车尾气处理工业催化剂在汽车尾气处理中有着重要的应用。
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工业催化总复习
1、纪律是管理关系的形式。——阿法 纳西耶 夫 2、改革如果不讲纪律，就难以成功。
3、道德行为训练，不是通过语言影响 ，而是 让儿童 练习良 好道德 行为， 克服懒 惰、轻 率、不 守纪律 、颓废 等不良 行为。 4、学校没有纪律便如磨房里没有水。 ——夸 美纽斯
5、教导儿童服从真理、服从集体，养 成儿童 自觉的 纪律性 ，这是 儿童道 德教育 最重要舒适的，否则就不是奢侈 。——CocoCha nel 62、少而好学，如日出之阳；壮而好学 ，如日 中之光 ；志而 好学， 如炳烛 之光。 ——刘 向 63、三军可夺帅也，匹夫不可夺志也。 ——孔 丘 64、人生就是学校。在那里，与其说好 的教师 是幸福 ，不如 说好的 教师是 不幸。 ——海 贝尔 65、接受挑战，就可以享受胜利的喜悦 。——杰纳勒 尔·乔治·S·巴顿
工业催化复习纲要
工业催化复习纲要第一章催化剂与催化作用1.催化剂的定义与特征催化剂是一种物质，它能加速反应的速率而不改变该反应的标准Gibbs自由能变化改变反应途径，降低反应活化能，加快反应速度（催化剂的共性—活性），催化剂对反应具有选择性（催化剂的专用性），只能加速热力学上可行的反应，而不能加速热力学上不能进行的反应，只能加速反应趋于平衡，而不能改变平衡位置（平衡常数）2、催化反应分类催化反应机理分类反应：均相催化反应非均相（多相）催化反应酶催化反应机理：酸碱型催化反应氧化还原型催化反应2.催化剂的基本组成以及表示方法：主催化剂助催化剂载体4. 催化剂的反应性能：活性稳定性选择性 (转化率选择性产率) 活性：催化剂对反应加速的程度，用来衡量催化剂效能大小的指标稳定性是指催化剂活性和选择性随时间变化的情况热稳定性（活性组分挥发、流失；活性组分烧结或微晶长大，进而比表面、活性位减少）化学稳定性（稳定的催化剂化学组成和化合状态，活性组分和助催化剂不产生化学变化）抗污稳定性（催化剂表面积焦、积炭）抗毒稳定性（催化剂对有害物质毒化的抵抗能力）选择性：指所消耗的原料中转化成目的产物的分率。
用来描述催化剂上两个以上相互竞争反应的相对速率S（选择性）= [转化为目的产物所消耗的该反应物量 / 某反应物转化总量] × 100%Y（产率） = 转化率×选择性第二章吸附作用与多相催化1.多相催化的反应过程 (外扩散内扩散阻力消除措施效率因子)外扩散：反应物分子从气流中向催化剂颗粒外表面扩散（孔）内扩散：反应物分子从颗粒外表面向颗粒内表面扩散吸附：反应物分子在催化剂内表面吸附表面反应：吸附的反应物分子在催化剂表面上反应脱附：产物分子自催化剂内表面脱附（孔）内扩散：产物分子从颗粒内表面向颗粒外表面扩散外扩散：产物分子从催化剂颗粒外表面向气流中扩散効率因子η = 观测的反应速度 / 本征反应速率 < 12.吸附作用 (类型强弱大小)物理吸附和化学吸附化学吸附大于物理吸附3.固体吸附剂的表面模型理想表面模型（Langmuir表面模型）——理想吸附固体表面能量分布均匀，吸附分子间无相互作用●真实表面模型——真实吸附原有不均匀表面模型（Surface heterogeneity）固体原有表面能量分布是不均匀的。
工业催化复习
工业催化课程总结:第二章:1.催化剂只能加速反应达到平衡,而不改变平衡常数,因此可逆反应的正逆反应速率常数之比k正/k逆保持不变。
2.根据催化作用以及催化剂定义和特征分析,有三种重要的催化指标:活性、选择性和稳定性。
3.助催化剂是催化剂的辅助成分,按作用机理可分为结构型和电子型两类。
4.助催化剂除促进活性组分的功能以外,也可以促进载体功能。
5.将活性组分用不同方法负载于载体上,可以使催化剂获得大的活性表面和适宜的孔结构。
6.催化剂的机械强度与载体的材质、物性及制法有关。
7.活性是指催化剂影响反应进程变化的程度。
对于固体催化剂,工业上常采用给定温度下完成原料的转化率来表达8催化剂的稳定性,是指它的活性和选择性随时间变化的情况。
9工业催化剂的寿命是指在工业生产条件下,催化剂的活性能够达到装置生产能力和原料消耗定额的允许使用时间。
10.均相催化是指催化剂与反应介质不可区分,与介质中的其他组分形成均匀物相的催化反应体系。
11.均相催化目前研究发展的主攻方向之一是将均相催化剂固载化,方法是将活性组分金属原子锚定在有机高聚物和无机高聚物上。
考核要求:1、掌握催化作用的定义与特征;2、掌握催化剂的组成与载体的功能;3、掌握化工生产对工业催化剂的要求;4、理解均相催化剂的特征。
第三章:1.固体催化剂的表面键合能力强烈依赖于表面及其形貌特征,它们又关联到体相的物理和化学性质。
对于金属催化剂,则主要关注的是立方结构和六方密堆结构;对于非金属型催化剂,则需要关注更为复杂的结构。
2.催化所关注的金属多属bcc和Fcc晶体结构型,而催化剂载体材料一般采用绝缘体,如金属氧化物等。
4.多相催化反应过程中的化学过程与催化剂的表面结构、性质和反应条件有关,也称化学动力学过程。
5.外扩散速率的大小及其施加的影响,与流体的流速、催化剂颗粒粒径以及传递介质的密度、黏度有关。
实际上仅根据气流线速和粒径就可以做出判断。
6.由于催化反应经受着内、外扩散的限制,常使观测的反应速率较之催化剂本征的反应速率要低,故存在一个效率因子问题。
工业催化复习重点
催化剂的组成：活性组分；载体：催化剂活性组分的分散剂、粘合物和支撑体；活性随其比表面积增加助催化剂：本身没有活性或活性很小，加入使催化剂活性、选择性、寿命和稳定性提高。
稳定性（活性和选择性随时间的变化）：热稳定性、化学稳定性、机械稳定性。
0.3Tm（Huttig 温度）时，晶格表面质点的迁移；0.5Tm(Tammann温度)时，晶格体相内的质点迁移。
寿命：工业生产条件下，催化剂活性能够达到装置生产能力和原料消耗定额的允许使用时间。
晶体结构=点阵+结构单元金属催化剂：立方结构（bcc、fcc）六方密堆结构（hcp）填充分数Xi=原子体积/晶胞体积Fcc的配位数为12 Bcc为8 hcp为12X立方=0.52 Xbcc=0.68 Xfcc=0.74 Xhcp=0.74体相和表相结构的不完整性：Schottky型点缺陷：阴离子或阳离子的空缺；Frankel型缺陷：晶格点到隙缝位置产生晶格缺陷；线缺陷（位错）：邻边位错、螺旋位错；面缺陷：堆砌层错、颗粒边界。
Langmuir吸附等温式：θ=Kp/(1+Kp) p很低时θ=Kp分子吸附在催化剂表面的形式：1、某些分子在吸附前必须解离；2、具有孤对电子或π电子的分子，可以非解离的化学吸附；金属表面上化学吸附的应用：推算金属表面原子数目和金属表面积。
金属表面面积的测定：化学吸附法、吸附-滴定法金属负载型催化剂和多组分金属催化剂：用气体化学吸附的方法测量金属表面积。
氧化物表面积的测定：单一组分（BET法）、多组分（选择性吸附）N型半导体：受热半导体失去氧，阳离子氧化数降低；导电是靠电子；P型半导体：受热半导体获得氧，阳离子氧化数升高；导电靠正空穴的传递；B酸L酸酸中心的区分：研究NH3和吡啶在固体酸表面上吸附的红外光谱。
L酸特征峰：1450、1490、1610，B酸：1540碱土金属氧化物表面的碱活性位：羟基，活性位Ⅰ、Ⅱ、ⅢSⅠ催化异构化反应，SⅡ催化异构化和H-D同位素交换反应，SⅢ催化加氢功能。
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1.绿色化学:利用一系列原理来降低和消除在化工产品的设计、生产及应用中有害物质的使用和产生.2.零排放:指无限的减少污染物和能源排放直至为零的活动。
3。
手性催化：手性就是物质的分子和镜像不重合性4.手性化合物：指分子量、分子结构相同，但左右排列相反的化合物，如实与其镜中的映体。
5.择形催化：沸石具有规则的孔道和孔笼结构，宽敞的通道和孔道靠可限制及区分进出的分子,使其具有形状及大小选择性，故称这种催化为择形催化.6.催化剂：在化学反应中能改变其他物质的反应速率而自身质量和化学性能不发生改变的物质，又称工业味精。
7.催化剂中毒：原料中的杂质，反应中形成的副产物等是催化剂的活性,选性明显降低或丧失的现象8。
溢流：固体表面吸附物（离子或自由基)迁移到次级活性中心的现象.9.载体：是活性组分的分散剂、黏合物或支撑体，是负载活性组分的骨架.可划分为低比表面积和高比表面积两类.10.助催化剂：加入到催化剂的少量物质，是催化剂的副主成分，其本身没有活性或者活性很小，但把它加入到催化剂中后,可以改变催化剂的化学组成、化学结构、离子价态、酸碱性、晶格结构、表面构造、分散状态、机械强度等。
11。
环境友好：主要包括预防污染的少废或无废的工艺技术和产品技术，同时也包括治理污染的末端技术。
12.强相互作用:作用于强子之间的力。
(时空产率单位:mol/(l＊h)）13。
时空产率：单位体积或单位面积的设备在单位时间内得到目的产物的数量。
14.超强酸:固体酸的强度若超过100％硫酸的酸强度，称为超强酸。
15。
超强碱：强度较中性物质高出19个单位的碱性物质，称为超强碱.16.杂多酸：由杂原子和配位原子按一定的结构通过氧原子配位桥联组成的一类含氧多酸，或为多氧族金属配合物。
17.分子筛:分子筛是结晶型的硅铝盐酸，具有均匀的孔隙结构。
18。
络合催化:指催化剂在反应过程中对反应物起络合作用,并且使之在配位空间进行催化的过程。
19。
三效催化：把一氧化碳,碳氢化合物，氮氧化合物分别氧化还原为对人体无害的二氧化碳，氮气，水蒸气时进行催化的过程。
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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。
工业催化第四版第一章内容总结
工业催化第四版第一章内容总结摘要：一、工业催化的发展历程二、固体催化剂的结构基础三、吸附与催化作用四、催化剂的表征技术五、工业催化剂的制备与使用正文：工业催化是化学工业中一个极为重要的领域，其发展历程可以追溯到20 世纪初。
随着科技的不断进步，工业催化已经取得了显著的成果，不仅提高了化学反应的速率，还降低了生产成本，为人类的生产生活带来了极大的便利。
固体催化剂是工业催化中最为常见的类型，其结构基础对催化性能起着决定性的作用。
催化剂的结构包括活性中心、载体、孔道等组成部分，这些组成部分的性质和结构对催化反应的活性和选择性产生重要影响。
吸附与催化作用是工业催化过程中最关键的环节。
催化剂通过吸附作用使反应物分子富集在其表面上，进而通过催化作用降低反应活化能，促进反应的进行。
催化剂的催化作用与其活性中心有关，活性中心的性质和结构对催化反应的活性和选择性产生重要影响。
催化剂的表征技术是评价催化剂性能的重要手段。
常见的表征技术包括物理表征（如X 射线衍射、扫描电子显微镜等）和化学表征（如程序升温还原、化学吸附等），这些技术可以帮助我们了解催化剂的表面性质、活性中心结构和催化性能。
工业催化剂的制备与使用是工业催化过程中的关键环节。
催化剂的制备涉及到的方法包括浸渍法、沉淀法、共沉淀法等，这些方法在制备过程中需要严格控制实验条件，以保证催化剂的性能。
催化剂的使用涉及到催化剂的载体、活性组分、制备工艺等因素，这些因素对催化剂的催化性能和使用寿命产生重要影响。
总之，工业催化作为化学工业的重要组成部分，其发展历程、固体催化剂的结构基础、吸附与催化作用、催化剂的表征技术和工业催化剂的制备与使用等方面都是值得深入研究的课题。
工业催化第四版第一章内容总结(一)
工业催化第四版第一章内容总结(一)工业催化第四版第一章内容总结前言本文总结了《工业催化第四版》第一章的重要内容。
工业催化是化学工程中的重要领域，通过催化剂催化反应，提高反应速率和选择性。
本章介绍了工业催化的基本概念、催化剂的种类和特点，以及催化剂的制备和表征方法。
正文本章主要内容如下：1.工业催化基本概念–工业催化的定义和重要性–催化反应和非催化反应的比较–催化反应的动力学和热力学基础2.催化剂的种类和特点–催化剂的分类：固体催化剂、液体催化剂和气体催化剂–催化剂的特点：活性、选择性、稳定性和寿命3.催化剂的制备方法–物理方法：沉积、沉淀、浸渍、共沉淀等–化学方法：沉淀、浸渍、溶胶-凝胶法等–物理化学方法：共沉淀、浸渍、溶胶-凝胶法等4.催化剂的表征方法–表面性质表征：BET比表面积、微孔孔径分布等–结构性质表征：X射线衍射、透射电子显微镜等–表征技术的选择和应用结尾本文总结了《工业催化第四版》第一章的重要内容，包括工业催化的基本概念、催化剂的种类和特点，以及催化剂的制备和表征方法。
工业催化在化学工程领域中起着重要作用。
进一步了解和掌握工业催化的理论和实践对于工程师和研究人员具有重要意义。
前言本文总结了《工业催化第四版》第一章的重要内容，首先介绍了工业催化的基本概念，包括定义和重要性。
随后比较了催化反应和非催化反应的差异，并解释了催化反应的动力学和热力学基础。
正文1. 工业催化基本概念•工业催化的定义和重要性：工业催化是指利用催化剂加速化学反应的过程。
工业催化在石油化工、化学合成等领域具有广泛应用，能够提高反应速率、降低反应温度和减少能量消耗。
•催化反应和非催化反应的比较：催化反应通过降低反应的活化能，增加分子之间的碰撞频率来加速反应速率；而非催化反应需要较高的温度和压力才能进行。
•催化反应的动力学和热力学基础：催化反应速率由反应物浓度、催化剂活性和温度等因素决定，而反应方向由热力学平衡决定。
2. 催化剂的种类和特点•催化剂的分类：根据存在的物理状态，催化剂分为固体催化剂、液体催化剂和气体催化剂。
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10.（记住这几个衅化率）=喂1111"〃。
％ s （选择1. 催化剂定义：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 自由嬉变化。
2. 催化剂特征：a.催化剂只能加速热力学上可以进行的反应，而不能加速热力学上无法进行 的反应。
b.催化剂只能加速反应趋于平衡，而不能改变平衡的位置（平衡常数）。
c.催化剂对 反应具有选择性。
d.催化剂具有一定寿命。
3. 催化剂组成：活性组分、载体、助催化剂。
4. 固体催化剂衡量标准：a.给定温度下完成原料的转化率（活性越高，原料转化率的百分数越 大）。
b.完成给定的转化率所需的温度（温度越低活性越高）。
c.完成给定的转化率所需的空速 （空速越高活性越高）。
d.给定条件下目的产物的时空收率。
5. 载体种类：可以是天然的也可以是人工合成的，可分为低比表面积与高比表面积。
6. 催化指标：活性、选择性、稳定性。
7. 工业催化剂稳定性：热稳定性、化学稳定性、机械稳定性。
8. 助催化剂种类：结构型、电子型。
9. （记住这句话）均相催化常用于液相反应。
转化成目的产物的指定反应物的量X100% 已转化的指定反应物的量v _转化成目的产物的指定反应物的量X100 % 丫（产率）一 指定反应物进料的址1. 多相催化反应步骤：（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 催化剂表面上吸附；（3）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）反应产物自催化剂内表面脱附；（5）反应产物离开催化剂表面向催化剂周围的 介质扩散。
2. 扩散过程：内扩散、外扩散。
4. 吸附平衡定义：当吸附与脱附速度相等时，固体表面上吸附的气体量维持不变，这种状态 即为吸附平衡。
5. 吸附等温线定义：对于给定的物系，在温度恒定和达到平衡的条件下，吸附质与压力的关 系称为吸附等温式或称吸附平衡式，绘制的曲线称为吸附等温线。
6. 吸附等温方程：, 一K 8= KpLangmuir简单吸附式：】°】K^>0= J_ "C —1 pBet等温方程：火例一力)E财伽7.解离吸附特点：解离吸附分子在表而上的覆盖度与分压的平方根成正比。
工业催化课知识点总结
工业催化课知识点总结一、催化的原理和概念1. 催化的定义：催化是指在化学反应中，通过添加催化剂，降低反应的活化能，加快反应速率的过程。
催化剂通常不参与反应的终点物质，也不改变反应的平衡位置。
2. 催化的原理：催化是通过改变反应的过渡态的能量，降低反应的活化能，从而加速反应速率。
催化剂通过提供新的反应通道或减少反应物的间障，来促进反应的进行。
3. 催化剂的作用：催化剂可以通过多种途径来促进反应的进行，包括提供新的反应途径、减少反应物的能量障碍、提供反应物的正确导向等。
4. 催化剂的分类：根据催化剂的物理状态和作用方式，可以将催化剂分为固体催化剂、液态催化剂和气体催化剂。
根据其作用方式，可以将催化剂分为酸性催化剂、碱性催化剂、还原型催化剂等。
5. 催化反应的动力学：催化反应的速率通常可以用速率常数和反应物浓度的关系来描述，催化剂的作用可以通过改变速率常数来影响反应速率。
二、催化剂的特性和性能1. 催化剂的活性：催化剂的活性指的是其促进反应进行的能力，通常可以用反应速率来表征。
2. 催化剂的选择性：催化剂的选择性指的是其对不同反应产物的选择作用，通常可以通过理化方法和理论研究来实现。
3. 催化剂的稳定性：催化剂的稳定性指的是其在反应条件下不发生明显变化的能力，通常可以通过催化剂的结构和成分来实现。
4. 催化剂的表面特性：催化剂的表面特性对其活性和选择性有明显影响，包括表面能、表面结构、氧化还原性等。
5. 催化剂的再生性：催化剂通常需要经过多次使用，其再生性能对催化剂的经济性和可持续性有重要影响。
三、工业催化过程1. 工业催化的应用范围：工业催化广泛应用于石油加工、化工生产、环境保护等各个领域，其应用范围涉及烃类转化、氧化还原反应、氢化反应等。
2. 石油催化裂化：石油催化裂化是石油加工中最重要的催化技术之一，通过催化剂的作用，将重质石油馏分转化为轻质产品和高附加值产物。
3. 氧化还原反应：氧化还原反应也是工业催化中的重要应用之一，包括氧化脱氢、脱氧、氧化脱硫等。
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动力学控制（表面反应、化学吸附与脱附）
确定过程控制步骤---针对性地采取措施，提高过程宏观速率
措施：
若扩散控制，则提高气流速率，扩大孔径，减小粒径；
若动力学控制，则提高温度，改变催化剂活性组份。
控制步骤不是一成不变，可以通过改变操作条件，使系统从一种控制过程过渡到另一种控制过程。
活性集团理论——柯巴捷夫活性集团理论活性中心是催化剂表面上非晶相中几个原子组成的集团
火山型原理在单分子反应中，如果吸附质吸附足够强，
物理吸附：分子靠范德华力吸附，类似于凝聚，分子结构变化不大，不发生电子转移与化学键破坏。
物理吸附可以改变反应物质在催化剂表面浓度，从而影响反应速率，但影响不大。
物理吸附是非选择性的，整个催化剂表面都起作用，故可用物理吸附来测定催化剂的孔结构，如比表面、孔径、孔容、孔径分布等。
化学吸附：吸附质(adsorbent)与吸附剂(adsorber)表面发生化学反应。
③活性组份挥发、流失（loss of active species）;
④活性组份烧结、微晶粒长大，或载体孔结构烧结（sintering）。
5工业催化剂s，y，a，空时收率？
书P23例题1-1
6固体催化剂的组成有几部分？各部分的作用？
多相固体催化剂的组成部分：主催化剂，共催化剂，助催化剂，载体
活性组份------主催化剂
1什么是催化剂？催化剂作用的特征是什么？
定义：凡能加速化学反应趋向平衡，而在反应前后其化学组成和数量不发生变化的物质。
特征：①加快反应速率
②反应前后催化剂不发生化学变化
催化剂的化学组成--不变化
物理状态---变化（晶体、颗粒、孔道、分散）
故在工业催化过程中，应严格控制操作条件，使催化剂的物理、化学状态稳定，从而延长催化剂的寿命。
加氢：Ni、Pd、Pt、Cu
脱氢：Cr2O3、ZnO、Fe2O3、Pd、Ni
氧化：V2O5、MoO3、CuO、Co3O4、Ag
羰基化或OXO反应：Co2(CO)8、Ni(CO)4、Rh2(CO)8
聚合：TiCl4-Al(C2H5)3
卤化：FeCl3、AlCl3、CuCl2
第三章思考题
1什么是物理吸附？什么是化学吸附？区别？
加助催化剂的目的：
助活性组份或助载体
载体提高活性组份分散度，对活性分支多作用，满足工业反应器操作要求，满足传热传质要求。
7扩散控制、动力学控制？提高宏观反应速率措施？
g-s或l-s催化反应是由一连串的物理与化学过程组成（7步）
总速度（或宏观速率）取决于阻力最大的步骤（最慢的步骤）----速率控制步骤。
2工业催化剂基本指标是什么？工业催化剂性能要求有哪些？
工业催化剂的四个基本指标：
选择性、稳定性、活性、成本
工业催化剂可以在实际工业生产条件下可操作的催化剂。
对工业催化剂的性能要求：
活性、选择性、生产能力、稳定性、寿命、机械强度、导热性能、形貌和粒度、再生性。
3什么是催化剂的稳定性？什么是催化剂的寿命？
稳定性是指催化剂的活性随时间变化。
寿命是指催化剂从运行至不适合继续使用所经历的时间。
希望催化剂稳定性好，寿命长。
在研发催化剂的过程中，通常较多地注意活性和选择性。其实，对工业催化剂来说，稳定性和寿命是至关重要的。
4导致催化剂失活的主要原因有哪些？
①催化剂表面结焦coking,沾污fouling;
②杂质或副产物使活性组份中毒（poisoning）
物理吸附与化学吸附的区别与特征
2描述吸附位能曲线。
3活化吸附，非活化吸附。
化学吸附的类型
（1）活化吸附与非活化吸附
活化吸附：需活化能Ea>0（慢化学吸附）
非活化吸附：无需活化能Ea=0（快化学吸附）
（2）均匀吸附与非均匀吸附
均匀吸附：表面原子与反应物分子形成相同的吸附键
非均匀吸附：表面原子的能量不同，表面原子与反应物分子形成不同的吸附键。
起催化作用的根本性物质，即催化剂的活性组分，如合成氨催化剂中的Fe。
其作用是：化学活性，参与中间反应。
催化剂具有多种活性功能------多功能催化剂
多功能催化可由单活性组份，也可由多活性组份实现。
共催化剂和主催化剂同时起作用的组分
助催化剂它本身对某一反应无活性，但加入催化剂后（一般小于催化剂总量10%）能使催化剂的活性或选择性或稳定性增加。
（3）单纯吸附、混合吸附
单纯吸附：只有一种反应物分子吸附
混合吸附：有几种反应物分子在催化剂表面吸附
（4）离解吸附和不离解化学吸附
4定位吸附，非定位吸附。
定位吸附：ET<EP分隔吸附位的势垒高度EP大于吸附质分子热运动能ET，分子不能逸出“势能阱”
非定位吸附：ET >EP，吸附质在表面自由转换.
化学吸附总是定位吸附，其吸附中心一般就是催化活性中心。
区别：非定位吸附质点在固体表面自由运动；定位吸附质点获得能量后在固体表面跃迁
5吸附研究的意义是什么？
物理吸附：用于催化剂宏观结构性质的试。
化学吸附：研究催化过程机理，探究催化活性和催化选择性的根源。
6催化吸附的特征是什么？
多位催化理论——巴兰金
几何对应原理催化剂晶体空间结构与反应物分子反应变化的部分其结构呈几何对应关系
8多孔催化剂的效率因子=？物理意义？
多孔催化剂的效率因子：
η=K多孔/K消除内扩散=内表面利用率<1
9内扩散模型有哪几类？
努森扩散
体相扩散
过渡区扩散
构型扩散
10内扩散效应对复杂反应的影响如何？
1．对反应速率的影响
使催化剂表面利用率下降。
多孔催化剂的效率因子
η=K多孔/K消除内扩散=内表面利用率<1
2．对中毒过程的影响
内扩散作用使毒物将孔口堵塞，使催化剂内表面失去作用，活性下降.
11常用的固体催化剂有哪几类？
催化剂常常是固体，故反应在固体催化剂的表面活性位上。
四大类固体催化剂：①酸、碱氧化物、②负载型催化剂、③半导体过渡金属氧化物、④金属单质
均相反应：质量传递不重要
非均相反应：考虑传递阻力对动力学的影响
12各类反应常用催化剂有哪些？
吸附后反应物分子与催化剂表面原子间有电子共享或电子转移，使被吸附分子活化，从而加快化学反应。
化学吸附有高度的选择性，只发生在催化活性位。
催化与化学吸附直接相关，催化剂的活性与它对一种或几种反应物的化学吸附能力相关。
通过化学吸附的研究可以探究催化催化过程的机理、活性位的本质，研究催化活性和选择性的根源。