四大催化材料简述

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各类催化剂及催化作用

各类催化剂及催化作用

各类催化剂及催化作用催化剂是指在化学反应中起到催化作用的物质,它能够提高化学反应的速率,但自身并不参与反应,也不会被反应消耗掉。

催化剂在工业生产中起着重要的作用,它们可以提高反应速率,降低能量消耗,减少副产物的生成,并且可重复使用。

催化剂可以分为很多类别,下面将介绍几种常见的催化剂及其催化作用:1.金属催化剂:金属催化剂是使用最广泛的催化剂之一、金属催化剂的催化作用主要体现在电化学反应和气相反应中,如Pt、Pd、Ru等常用于氧化还原反应和催化加氢反应。

金属催化剂在催化反应中起到吸附和活化反应物,提供活性位点以促使反应进行的作用。

2.酸催化剂:酸催化剂是指那些具有酸性的催化剂,如硫酸、磷酸、氯化铝等。

酸催化剂的催化作用主要表现在酸碱中和反应、质子传递等方面。

酸催化剂在酯化、醇缩聚反应、酮醛缩合反应等有机合成中具有重要的应用。

3.碱催化剂:碱催化剂是一类具有碱性的催化剂,如氢氧化钠、碳酸钠等。

碱催化剂的催化作用主要体现在酸碱中和反应、质子传递等方面。

碱催化剂常用于酯化反应、醇缩合反应、醚化反应等有机合成中。

4.酶催化剂:酶是一类具有催化作用的生物催化剂,能够在生物体内催化各种生化反应。

酶催化剂具有催化效率高、催化选择性好、温和条件下催化等特点。

酶催化剂在食品工业、制药工业等领域都有广泛的应用。

5.网络催化剂:网络催化剂是一种多孔材料,其特殊的结构和性质使其具有较大的比表面积和丰富的催化活性位点。

网络催化剂广泛用于催化裂化、催化加氢、催化氧化等工艺。

6.孔隙催化剂:孔隙催化剂是指具有一定孔隙结构的固体催化剂,如分子筛、活性炭等。

孔隙催化剂的孔隙结构能够提供大面积的活性表面,促进反应物分子的扩散和吸附,从而加速了反应速率。

总的来说,催化剂在化学反应中起到了至关重要的作用,它们能够降低反应的活化能,提高反应速率,降低能量消耗,减少副产物的生成。

通过选择合适的催化剂,可以实现高效、低能耗的化学反应,从而促进工业生产的发展。

tmcs 催化材料

tmcs 催化材料

tmcs 催化材料催化材料(TMCs)是一类具有特殊结构和性能的材料,它们在化学反应中起到催化剂的作用,能够降低反应的活化能,提高反应速率。

催化材料在许多领域都有广泛的应用,如石油化工、环保、能源等。

本文将对催化材料的分类、性能、制备方法以及应用领域进行简要介绍。

一、催化材料的分类根据催化材料的性质和结构,可以将其分为以下几类:1. 金属催化剂:金属催化剂主要包括贵金属和非贵金属两大类。

贵金属催化剂如铂、钯、铑等,具有较高的催化活性和选择性;非贵金属催化剂如铁、钴、镍等,虽然催化活性较低,但资源丰富,成本较低。

2. 金属氧化物催化剂:金属氧化物催化剂主要包括过渡金属氧化物和稀土金属氧化物。

这类催化剂具有较高的催化活性和稳定性,广泛应用于石油化工、环保等领域。

3. 复合催化剂:复合催化剂是由两种或多种催化材料组成的催化剂。

通过复合,可以提高催化剂的催化活性和选择性,降低成本。

常见的复合催化剂有金属-载体复合催化剂、金属-金属氧化物复合催化剂等。

4. 非晶态催化剂:非晶态催化剂是指没有明确晶体结构的催化剂。

这类催化剂具有较高的催化活性和选择性,但制备工艺较为复杂。

二、催化材料的性能催化材料的性能主要包括催化活性、选择性、稳定性和再生性等。

催化活性是指催化剂在化学反应中降低活化能的能力;选择性是指催化剂对不同反应物的选择能力;稳定性是指催化剂在反应过程中保持其结构和性能的能力;再生性是指催化剂在反应结束后能够恢复其活性的能力。

三、催化材料的制备方法催化材料的制备方法主要有以下几种:1. 溶胶-凝胶法:溶胶-凝胶法是一种通过溶胶转变为凝胶的过程来制备催化材料的方法。

这种方法可以制备出具有较高比表面积和孔隙度的催化材料。

2. 水热法:水热法是一种在高温高压水环境中制备催化材料的方法。

这种方法可以制备出具有较高结晶度和纯度的催化材料。

3. 化学气相沉积法:化学气相沉积法是一种通过气相反应在固体表面上沉积催化材料的方法。

化学反应中的催化剂种类

化学反应中的催化剂种类

化学反应中的催化剂种类催化剂是化学反应中起着重要作用的物质,能够增加反应速率、降低活化能、改变反应途径等。

催化剂种类繁多,根据不同的反应类型和反应机理,可以分为金属催化剂、非金属催化剂和酶催化剂三类。

一、金属催化剂金属催化剂主要由过渡金属元素组成,常见的金属催化剂有铂、钯、铑、钌等。

金属催化剂在催化反应中起着重要的角色,可以通过提供活化中间体表面,改变反应物分子的取向和构象,从而调控反应速率。

1. 化学反应中的铂催化剂铂是一种常用的金属催化剂,它具有良好的稳定性和催化活性。

在有机合成反应中,铂催化剂常常用于氢化反应、羰基还原反应、碳碳键形成反应等。

例如,铂催化剂可以将亚硝酸盐还原为胺类化合物,实现氮氧化物的转化。

此外,铂催化剂还可用于二硫代盐的氢化、醛类化合物的加氢等反应。

2. 化学反应中的钯催化剂钯是一种广泛应用于催化反应中的金属催化剂,常见的钯催化反应有氢化反应、碳氢键官能团化反应、羰基化合物的加氢反应等。

例如,钯催化剂可以将叠氮化物还原为胺类化合物,在药物合成和有机材料合成中具有广泛应用。

此外,钯催化剂还可用于芳香化合物的羟基化、取代反应等。

二、非金属催化剂非金属催化剂是指不含过渡金属元素的催化剂,常见的非金属催化剂有硫酸、碳酸等。

非金属催化剂的催化效果主要与其酸碱性质和表面活性有关。

1. 化学反应中的硫酸催化剂硫酸是一种常用的非金属酸性催化剂,常用于酯化反应、酸解反应和酸催化的碳氢键官能团化反应等。

例如,硫酸可以催化酸解法制备脂肪酸,将甘油和酸进行酯化反应,得到脂肪酸和甘油分离。

此外,硫酸还可用于催化醇与酸酐的缩合反应。

2. 化学反应中的碳酸催化剂碳酸是一种常用的非金属碱性催化剂,常用于醇酯化反应、缩酮反应等。

例如,碳酸可以催化甲醇与酯类化合物反应,得到酯类化合物。

此外,碳酸还可用于催化巴夏酯的环化反应、亚胺的缩合反应等。

三、酶催化剂酶是一类高效催化反应的生物催化剂,具有特异性、高选择性和高反应效率等优点。

能源关键催化材料解析

能源关键催化材料解析

能源关键催化材料解析催化材料是现代能源领域的关键组分之一,它能够加速化学反应的速率,提高能源转化效率,并且对环境友好。

在能源领域,催化材料的研究和应用涉及到多个方面,包括燃料电池、催化加氢、水裂解和 CO2 还原等。

本文将对几种在能源领域具有重要应用的催化材料进行解析。

首先,我们将关注燃料电池中的关键催化材料。

燃料电池是一种将化学能直接转化为电能的设备,具有高效、环保等特点。

其中最常用的材料是贵金属,如铂(Pt)。

铂具有优异的催化性能,但成本昂贵。

为了解决这个问题,科学家们致力于寻找替代材料,例如铂基合金和非贵金属催化剂。

铂基合金可以在一定程度上提高催化活性,并降低材料成本,同时提高催化剂的稳定性。

非贵金属催化剂,如过渡金属氮化物和碳基材料,具有良好的催化性能,但仍需进一步提高其稳定性和寿命。

其次,我们将探讨催化加氢中的催化材料。

催化加氢是一种将氢气加入有机分子中,以减少其不饱和度或转化为更有价值的化合物的过程。

在石油化工领域,催化加氢广泛用于石油加工和石油化学反应。

传统的催化加氢反应常使用铂系催化剂,但铂易于中毒和失活。

因此,研究人员致力于开发更稳定、高效的催化剂。

例如,贵金属铜基合金催化剂被广泛研究,其具有优秀的活性、选择性和稳定性。

此外,过渡金属催化剂和硫化物催化剂也是催化加氢领域的研究热点。

第三,让我们关注水裂解中的催化材料。

水裂解是一种利用水分子将其拆分成氢气和氧气的过程。

氢气作为一种清洁能源具有巨大的潜力,但目前的氢气生产仍主要依赖于化石燃料。

为了实现可持续的氢气生产,研究人员一直在寻找高效、低成本的催化剂。

铂基催化剂在水裂解中表现出优异的催化活性,但高成本限制了其大规模应用。

因此,研究人员尝试寻找替代材料,如钼、镍和铁的化合物。

此外,一些催化剂的设计构造也在研究中得到了关注,例如纳米材料、金属有机骨架和二维材料等。

最后,我们将探讨 CO2 还原中的催化材料。

随着全球气候变化的威胁日益加剧,将二氧化碳转化为有用的化学品和燃料已成为一个紧迫的问题。

燃料电池金属原料

燃料电池金属原料

燃料电池金属原料
燃料电池的金属原料主要包括以下几种:
1. 铂(Pt):铂是目前燃料电池中最常用的催化剂。

它能够作
为阳极和阴极催化剂,促进氢和氧的电化学反应。

由于铂的稳定性和高活性,它被广泛应用于燃料电池中。

2. 镍(Ni):镍是氢气在燃料电池中的催化剂。

它能够促进水中的氢离子和电子的结合,形成氢气。

镍催化剂可用于燃料电池中的镍-金属氢(Ni-MH)电池。

3. 铁(Fe):铁在燃料电池中主要作为催化剂用于氧还原反应。

它可以将氧气还原成水,产生电流。

铁催化剂通常用于碱性燃料电池(AFC)中。

4. 钯(Pd):钯被广泛用于直接甲醇燃料电池(DMFC)中的阴极催化剂。

它可以促进甲醇在氧气存在下的氧化反应。

除了以上几种金属原料外,燃料电池中还常使用碱金属、碱土金属和过渡金属等材料作为催化剂的载体或电解质。

这些金属原料的选择取决于燃料电池的类型和所需的反应特性。

各类催化剂及其作用机理

各类催化剂及其作用机理

各类催化剂及其作用机理各类催化剂及其作用机理重点介绍各类催化剂的组成、结构及其催化作用规律与催化机理。

主要包括五大类催化剂:固体酸碱催化剂,分子筛催化剂,金属催化剂,金属氧化物和金属硫化物催化剂,以及络合催化剂。

重点掌握各类催化剂的基础知识、基本概念,典型代表、工业应用及最新进展。

一酸碱催化剂石油炼制和石油化工是催化剂最大的应用领域,在国民经济中占有重要地位。

在石油炼制和石油化工中,酸催化剂占有重要的地位。

烃类的催化裂化,芳烃和烯烃的烷基化,烯烃和二烯烃的齐聚、共聚和高聚,烯烃的水合制醇和醇的催化脱水等反应,都是在酸催化剂的作用下进行的。

工业上用的酸催化剂,多数是固体。

20世纪60年代以来,又发现一些新型的固体酸催化剂,其中最有影响的是分子筛型催化剂,其次是硫酸盐型酸性催化剂。

1. 固体酸碱的定义和分类固体酸:一般认为是能够化学吸附碱的固体,也可以了解为能够使碱性指示剂在其上面改变颜色的固体。

固体酸又分为布朗斯特(Brφnsted)酸和路易斯(Lewis)酸。

前者简称为B酸,后者简称为L酸。

B酸B碱的定义为:能够给出质子的都是酸,能够接受质子的都是碱,所以B酸B碱又叫质子酸碱。

L酸L碱的定义为:能够接受电子对的都是酸,能够给出电子对的都是碱,所以L酸L碱又叫非质子酸碱。

2. 固体酸碱的强度和酸碱量B酸强度,是指给出质子的能力;L酸强度是指接受电子对的能力。

酸强度通常用Hammeett函数H0表示,定义如下:若一固体酸表面能够吸附一未解离的碱,并且将它转变为相应的共轭酸,且转变是借助于质子自固体酸表面传递于吸附碱,即:式中[B]a和[BH+]a分别为未解的碱(碱指示剂)和共轭酸的浓度。

pKa是共轭酸BH+解离平衡常数的负对数,类似pH。

若转变是借助于吸附碱的电子对移向固体酸表面,即式中[A:B]是吸附碱B与电子对受体A形成的络合物AB的浓度。

H0越小酸度越强。

酸量:固体表面上的酸量,通常表示为单位重量或单位表面积上酸位的毫摩尔数,即m mol/wt或m mol/m2。

石油化工中应用的催化材料

石油化工中应用的催化材料
企业发展战略:开足油头,拓展化尾,做大做强 化工和重点发展精细化工。
总体概括
• (一)三类重大的催化材料
1、沸石分子筛 2、茂金属 3、生物催化剂
• (二)新型催化材料
1、新型沸石分子筛材料 2、杂多酸 3、非晶态合金 4、水溶性过渡金属络合物
(一)三类重大的催化材料
1、沸石分子筛
沸石分子筛是石油化工和石油炼制领域中最重要的和最受重视的 催化材料之一。
非晶态合金优点
耐蚀性能好
催化性能好
贮氢性能好ຫໍສະໝຸດ 奇妙的非晶态材料—金属玻璃
4、水溶性过渡金属络合物
以水溶性过渡络合物为催化剂的两项(有机 相-水相)催化体系的研究,从20世纪70年代中期 到现代的20多年中,取得了令人瞩目的进展。
水溶性过渡金属络合催化已成为均相催 化中一个独立的、也是具有活力和希望的 研究领域之一。
TS-1成本较高,限制其工业上广泛应用。为此二 十年来,国内外研究者在降低其合成成本方面进 行了大量的研究。
2、杂多酸
杂多酸是由两种以上不同无机含氧酸缩合而 成的多元酸的总称。
主要是1:12系列的Keggin型结构如 H3[PMO12O14]·xH2O等,它具有强酸性和氧化性。其酸 性一般比组成杂多酸各组分的含氧酸的酸性强,作为氧化 剂时极易氧化其他物质,使自身呈还原状态而又极易再生。 体相内的杂多离子之间有一定空隙,有些极性分子可进出, 使固体杂多酸如同以浓溶液作催化剂一样,有均相催化反 应的特点,称此为“假液相”。
高效吸附
• 水是极性很强的物质,很容易被沸石所吸 附,因此常把沸石作为干燥剂使用,而且
和其他干燥剂相比,有其突出的优点。对 硅胶和氧化铝等一般吸附剂讲,在水蒸气
的分压或浓度很低时,或者吸附温度较高、

宽广谱响应光催化材料

宽广谱响应光催化材料

宽广谱响应光催化材料
宽广谱响应的光催化材料通常具有在可见光和紫外光范围内吸收光能的能力。

这种特性使得这些材料在光催化应用中更加灵活,因为它们能够利用更广泛的光谱范围来促进催化反应。

以下是一些常见的宽广谱响应光催化材料:
1.二氧化钛(TiO2)修饰:传统的二氧化钛是一种常见的光催
化材料,但其主要吸收紫外光。

通过对二氧化钛进行修饰,如掺杂或复
合其他材料,可以拓展其吸收光谱范围到可见光区域。

2.铋酸钡(BaBiO3):铋酸钡是一种可见光光催化材料,具有
宽广谱的光响应性能。

它在可见光区域内表现出良好的光催化活性。

3.铁氧化物(Fe2O3):铁氧化物是另一种常见的光催化材料,
可以吸收可见光和紫外光。

纳米结构的铁氧化物表现出更强的光催化活
性。

4.有机-无机杂化材料:一些有机-无机杂化材料,如钙钛矿材
料、半导体-有机共轭聚合物等,具有优异的光学和电子性质,使其能够响应可见光并促进催化反应。

5.碳基材料:石墨烯和其它碳基材料也被研究作为光催化材料,
具有宽广谱的光响应性能。

这些材料的电子传导性质和表面化学反应性
使其在光催化领域具有潜在应用。

上述材料中的一些可能需要进一步的工程和优化,以提高其在宽广谱光响应光催化中的性能。

在选择材料和优化设计时,具体的催化应用和环境条件也需要考虑。

催化材料知识点总结初中

催化材料知识点总结初中

催化材料知识点总结初中
催化材料的种类繁多,常见的催化材料包括金属氧化物、金属催化剂、贵金属催化剂、过渡金属氧化物和非金属催化剂等。

这些催化材料具有不同的特性和应用范围,可以用于不同的化学反应。

催化材料的性能主要取决于其物化特性和微观结构,通常需要经过催化剂活性、选择性、稳定性等性能测试来进行评价。

在催化材料的应用中,除了选择适合的催化剂外,还需要考虑催化剂的载体、反应条件、反应机理等因素。

催化剂的载体可以影响催化反应的速率和选择性,反应条件包括温度、压力、反应物质浓度等,反应机理可以帮助理解催化反应的机制,优化反应条件。

总的来说,催化材料是一种非常重要的功能材料,对于工业生产、环境保护和能源领域都具有重要意义。

随着科技的不断进步,催化材料的研究也在不断发展,未来有望出现更加高效、环保、节能的催化材料,为人类社会的可持续发展做出更大的贡献。

金属基催化剂(钒、锰、钛和铈)和沸石基催化剂

金属基催化剂(钒、锰、钛和铈)和沸石基催化剂

金属基催化剂和沸石基催化剂是两种不同类型的催化剂,它们在化学工业中有广泛的应用。

金属基催化剂主要由一种或多种金属组成,这些金属通常以离子或原子的形式存在,并作为催化反应的活性中心。

常见的金属基催化剂包括钒、锰、钛和铈等。

这些金属元素具有特定的电子结构和化学性质,可以与其他分子发生相互作用,从而加速化学反应的速率。

金属基催化剂通常用于氧化还原反应、氢化反应、脱氢反应等多种类型的化学反应。

沸石基催化剂则是由沸石分子筛作为活性组分的催化剂。

沸石是一种具有特殊孔道结构和表面酸性的硅酸盐材料,具有良好的离子交换性、吸附性和催化活性。

沸石基催化剂在石油化工、精细化工和环保等领域有广泛的应用,可以用于裂化、异构化、烷基化等多种类型的催化反应。

金属基催化剂和沸石基催化剂各有其优点和适用范围。

金属基催化剂具有较高的催化活性和选择性,但可能存在失活和再生问题。

而沸石基催化剂则具有较高的稳定性、选择性和长寿命,但在某些反应中可能活性较低。

总之,金属基催化剂和沸石基催化剂都是重要的催化剂类型,在化学工业中有广泛的应用。

在选择催化剂时,需要根据具体的反应条件和需求进行综合考虑。

四大催化材料简介

四大催化材料简介

《材料科学导论》课程练习陈述——关于催化材料进修的领会摘要:催化是化工行业的焦点技巧,本文阐述了催化材料的成长商量了催化材料与化学反响工程的结合.一,概述:跟着时代的成长,人类的进步,很多新的社会问题诸如能源.情形又出如今人们面前.材料是一个包涵万象的大学科,与人们的生涯互相干注,人类要想取得更大的成就,获得更高的生涯程度,我们必须在材料上有所创新,而催化剂在个中又有着举足轻重的感化,催化材料作为催化剂的主体,我们完整有须要在催化材料这个范畴做深刻的研讨.就公平易近经济而言,催化技巧所支持的石油化学工业是关系国度能源安然和国计平易近生的支柱财产.作为石油化工重要的基起源基本料,烯烃.芳烃及其衍生物等大宗化学品的临盆今朝正面对着供需抵触加倍凸起.原油价钱不竭攀升.资本环保压力日益轻微的挑衅,成长以勤俭资本.替代资本以及情形友爱为特点的催化新技巧对人类可中断成长意义重大.催化技巧的魂魄是催化剂,而催化材料又是制作催化剂的主体,所以说,催化材料的创新是催化技巧创新的根本和源泉,要想在催化技巧的开辟和应用中居于领先地位,必须起首进行催化材料的创新.二,成长简史:催化剂的应用由来已久,可以如许说,催化剂是陪同着化学这一门学科诞生的.在科学纪元中,是贝采里乌斯(Berzelius)于1836年最先用催化感化一词来描写有关痕量物质,本身其实不必耗而可以或许影响反响速度的各类各样的不雅察成果.然而,人们对于催化感化特色是熟悉进程是漫长的.在这一熟悉进程中,很多科学家都亲自从事化学实验并发明了很多催化反响.经由过程长期实践,逐渐积聚加深了熟悉.1781年,帕明梯尔用酸作催化剂,使淀粉水解.1812年,基尔霍夫发明,假如有酸类消失,庶糖的水解感化会进行得很快,反之则很迟缓.而在全部水解进程中,酸类并没有什么变更,它似乎其实不介入反响,只是加快了反响进程.同时,基尔霍夫还不雅测到,淀粉在稀硫酸溶液中可以变更为葡萄糖.1817年,戴维在实验中发明铂能促使醇蒸气在空气中氧化.1838年,德拉托和施万分别都发明糖之所以能发酵成为酒精和二氧化碳,是因为一种微生物的消失.贝采里乌斯就此提出,在生物体中消失的那些由通俗物质.植物汁液或者血而生成很多种化合物,可能都是由此种类似的有机体构成.这也就是催化剂的由来.催化剂有正催化剂和负催化剂两类.正催化剂能使化学反响速度加快几百倍.几千倍,甚至几百万倍.使化学反响减慢的催化剂,刚做“负催化剂”.例如,在食用油脂里参加0.01~0.02%没食子酸正丙脂,可以有用地防止酸败.没食子酸正丙脂就是一种负催化剂.今天化学工业中,催化剂种类已达100万种,有金属.氧化物.酸.碱.盐等,真是琳琅满目,层见叠出.它们在炼油.塑料.合成氨.合成橡胶.合成纤维等工业部分的很多物质转化进程中,大显神威.施晨奇才,的确到了“点石成金”.出神入化的地步,创造出一个又一个事业.据统计,在化学工业中约有百分之八十五的化学反响离不开催化剂.可以如许说,没有催化剂,就没有现代的化学工业.催化剂是化学中的魔术师,是化学工业中一员主将.三,根本界说:催化剂(catalyst)会引诱化学反响产生转变,而使化学反响变快或减慢或者在较低的温度情形下进行化学反响.催化剂在工业上也称为触媒.催化剂自身的构成.化学性质和质量在反响前后不产生变更;它和反响体系的关系就像锁与钥匙的关系一样,具有高度的选择性(或专一性).一种催化剂并不是对所有的化学反响都有催化感化,例如二氧化锰在氯酸钾受热分化中起催化感化,加快化学反响速度,但对其他的化学反响就不必定有催化感化.某些化学反响并不是只有独一的催化剂,例如氯酸钾受热分化中能起催化感化的还有氧化镁.氧化铁和氧化铜等等.初中书上界说:在化学反响里能转变其他物质的化学反响速度,而本身的质量和化学性质在反响前后都没有产生变更的物质叫做催化剂,又叫触媒.催化剂在化学反响中所起的感化叫催化感化.也有一种说法,催化剂先与反响物中的一种反响,然后两者的生成物中断在原有前提下进行新的化学反响,而催化剂反响的生成物的反响前提较原有反响物的反响前提有所转变.催化剂本来因产生化学反响而生成的物质会在之落后一步的反响中从新生成原有催化剂,即上面提到的质量和化学性质在反响前后都没有产生变更.四,催化材料的基本分类:·光催化材料·稀土催化材料·新型催化材料·复合催化材料【1】光催化材料:1,光催化材料的界说光催化材料是由CeO2(70%-90%) ZrO2(30%-10%)构成,形成ZrO2稳固CeO2的平均复合物,外不雅呈浅黄色,具有纳米层状构造,在 1000℃经4个小时老化后,比概况仍较大(>15M# G),是以高温下也能保持较高的活性.用处:实用于高温催化材料,如汽车尾气催化剂技巧布景——能源危机和情形问题人类今朝应用的重要能源有石油.天然气和煤炭三种.依据国际能源机构的统计,地球上这三种能源能供人类开采的年限,分别只有40年.50年和240年.值得留意的是,中国残剩可开采储蓄仅为1390亿吨尺度煤,按照中国2003年的开采速度16.67亿吨/年,仅能保持83年.中国石油资本缺少,天然气资本也不敷丰硕,中国已成为世界第二大石油进口国.是以,开辟新能源,特殊是用干净能源替代传统能源,敏捷地逐年降低它们的消费量,呵护情形改良城市空气质量早已经成为关乎社会可中断成长的重大课题.中国能源成长偏向可以锁定在远景看好的五种干净能源: 水电.风能.太阳能.氢能和生物质.太阳能不但干净干净,并且供给充足,天天照耀到地球上的太阳能是全球天天所需能源的一万倍以上.直接应用太阳能来解决能源的枯竭和地球情形污染等问题是个中一个最好.直接.有用的办法.为此,中国当局制订实行了“中国光亮工程”筹划.模拟天然界植物的光合感化道理和开辟出人工合成技巧被称为“21世纪梦”的技巧.它的焦点就是开辟高效的太阳光响应型半导体光催化剂.今朝国表里光催剂的研讨多半逗留在二氧化钛及相干润饰.尽管这些工作卓有成效,但是在范围化应用太阳能方面还远远不敷.是以搜寻高效太阳光响应型半导体作为新型光催化剂成为当前此范畴最重要的课题.2,光催化材料的基起源基本理半导体在光激发下,电子从价带跃迁到导带地位,以此,在导带形成光生电子,在价带形成光生空穴.应用光生电子-空穴对的还原氧化机能,可以降解四周情形中的有机污染物以及光解水制备H2和O2.高效光催化剂必须知足如下几个前提:(1)半导体恰当的导带和价带地位,在净化污染物应用中价带电位必须有足够的氧化机能,在光解水应用中,电位必须知足产H2和产O2的请求.(2)高效的电子-空穴分别才能,降低它们的复合几率.(3)可见光响应特点:低于420nm阁下的紫外光能量精确只占太阳光能的4%,若何应用可见光甚至红外光能量,是决议光催化材料可否在得以大范围现实应用的先决前提.通例anatase-type TiO2只能在紫外光响应,固然经由过程掺杂改性,其接收边得以红移,但后果还不敷幻想.是以,开辟可见光响应的高效光催化材料是该范畴的研讨热门.只是,如今的研讨状况还不尽人意.3,光催化材料体系的研讨概况从今朝的材料来看,光催化材料体系重要可以分为氧化物,硫化物,氮化物以及磷化物氧化物:最典范的主如果TiO2及其改性材料.今朝,绝大部分氧化物重要分散在元素周期表中的d区, 研讨的比较多的是含Ti,Nb,Ta的氧化物或复合氧化物.其他的含W,Cr,Fe,Co,Ni,Zr等金属氧化物也见报导.小我感到,d区过渡族金属元素氧化物经由炒菜式的狂轰乱炸后,开辟所谓的新体系光催化已经没有多大潜力.今朝,以日本学者J. Sato为代表的研讨人员,已经把眼光锁定在p区元素氧化物上,如含有Ga,Ge,Sb,In,Sn,Bi元素的氧化物.硫化物:硫化物固然有较小的禁带宽度,但轻易产生光腐化现象,较氧化物而言,稳固性较差.重要有ZnS,CdS等氮化物:也有较低的带系宽度,研讨得不久不多.有Ta/N,Nb/N等体系磷化物:研讨很少,如GaP按照晶体/颗粒描写分类:(1)层状构造半导体微粒柱撑于石墨及天然/人工合成的层状硅酸盐层状单元金属氧化物半导体如:V2O5,MoO3,WO3等钛酸,铌酸,钛铌酸及其合成的碱(土)金属离子可交流层状构造和半导体微粒柱撑于层间的构造含Bi层状构造材料,(Bi2O2)2+(An-1BnO3n+1)2-(A=Ba,Bi,Pb;B=Ti,Nb,W),钙钛矿层 (An-1BnO3n+1)2-夹在(Bi2O2)2+层之间.典范的有:Bi2WO6,Bi2W2O9,Bi3TiNbO9层状钽酸盐:RbLnTa2O7(Ln=La,Pr,Nd,Sm)(2)通道构造比较典范的为BaTi4O9,A2Ti6O13(A=K,Na,Li,等).这类构造往往比层状构造材料具有更为优良的光催化机能.研讨认为,其机能重要归罪于金属-氧多面体中的非对称性,产生了偶极距,从而有利于电子和空穴分别(3)管状构造:在钛酸盐中研讨较多(4)晶须或多晶一维材料经由VLS,VS,LS(如水热合成,熔盐法)机制可制备一维材料; 液相合成中的软模化学法制备介孔构造的多晶一维材料对于该种行貌的材料,没有迹象标明,其光催化机能得以进步(5)其他外形庞杂的晶体或粉末颗粒最典范的是ZnO材料,依据合成办法不合,其行貌也相当丰硕4,进步光催化材料机能的门路(1)颗粒微细纳米化降低光生电子-空穴从体内到概况的传输距离,响应的,它们被复合的几率也大大降低.(2)过度金属掺杂和非金属掺杂金属:掺杂后形成的杂质能级可以成为光生载流体的捕获阱,延伸载流子的寿命.Choi以21种金属离子对TiO2光催化活性的影响,标明Fe3+,Mo5+,Re5+,Ru3+,V4+,Rh3+可以或许进步光催化活性,个中Fe3+的后果最好.具有闭壳层电子构型的金属离子如Li+,Al3+,Mg2+,Zn2+,Ga2+,Nb5+,Sn4+对催化性影响甚微非金属:TiO2中N,S,C,P,卤族元素等对于掺杂,小我的熟悉,其有如下效应:电价效应:不合价离子的掺杂产生离子缺点,可以成为载流子的捕获阱,延伸其寿命;并进步电导才能离子尺寸效应:离子尺寸的不合将使晶体构造产生必定的畸变,晶体不合错误性增长,进步了光生电子-空穴分别后果掺杂能级:掺杂元素电负性大小的不合,带隙中形成掺杂能级,可实现价带电子的分级跃迁,光响应红移(3)半导体复合应用异种半导体之间的能带构造不合,复合后,如光生电子从A粉末概况输出,而空穴从B概况导出.也即电子和空穴得到有用分别(4)概况负载将半导体纳米粒子固定技巧在不合的载体上(多孔玻璃.硅石.分子筛等)制备分子或团簇尺寸的光催化剂.(5)概况光敏运器具有较高重态的具有可见光接收的有机物,在可见光激发下,电子从有机物转移到半导体粉末的导带上.该种办法不具有实用性,一方面,有机物的稳固性值得质疑;另一斟酌的是经济身分5,应用举例酶,是植物.动物和微生物产生的具有催化才能的蛋白质,旧称酵素.生物体的化学反响几乎都在酶的催化感化下进行.酶的催化感化同样具有选择性.例如,淀粉酶催化淀粉水解为糊精和麦芽糖,蛋白酶催化蛋白质水解成肽等.酶在心理学.医学.农业.工业等方面,都有重大意义.今朝,酶制剂的应用日益普遍.1972年,Fujishima和Honda发明在紫外光照耀下二氧化钛分化水,以此为契机,国际上开端了光催化研讨.这一办法在道理上可实现以下三方面的功能(如图2所示):(1)可以应用光激发产生的空穴降解和矿化有害污染物;(2)可以应用光激发产生的电子还原水产生氢气或还原分化污染物;(3)可以应用光激发产生的电子和空穴实现光电池发电.到今朝为止,绝大多半光催化研讨工作是环绕二氧化钛(TiO2)等紫外光响应光催化材料而睁开的.它们只在紫外光照耀下有活性,而紫外光区域的能量只占可见光的4%,是以在光催化可见光转化效力方面受到了根本的限制,因而难以大范围实用化.图2 光催化的应用Fig 2 Various applications of photocatalysis 查找新的可见光响应的光催化材料是当前国际上光催化研讨的前沿,大部分工作分散在二氧化钛的改性,并且取得了一些进展.在研讨初期,把TiO2向可见光红移的构思都分散在金属离子掺杂或和其它金属氧化物半导体复合,此后二十多年的研讨最终证实,阳离子的改性固然可以降低TiO2带隙,但同时也明显降低了光量子效力,因为掺杂的金属离子本身成为电子-空穴复合点位.直到2001年,日本丰田汽车公司的研讨人员提出了阴离子掺杂来改良二氧化钛的光催化机能,发明用氮代替部分氧,得到的TiO2-x Ny光催化材料在可见光区的光接收与纯二氧化钛比拟获得了大幅度进步(Science,293, pp269-271, 2001);美国的研讨人员2002年9月发明用碳代替部分氧,得到C掺杂的TiO2,其在可见光区的光接收也大幅度进步(Science,297,pp2243,2002).这些研讨固然使得TiO2在可见光区的接收得到一些进步,并保持了较好的光催化效力,但因为注入的改性物N或C在光照下轻易分化,具有不稳固性,是以无法进行现实应用.2001年,作者们活着界上初次成功地实现了应用可见光将可见光转化为化学能(Nature,414pp625,2001).该工作冲破了传统的.只能在紫外光下具有活性的TiO 2光催化材料,成长了一种全新的.具有可见光活性的新型氧化物半导体(In 1-x Ni x TaO 4),如图3所示.这种新型的可见光响应光催化材料为实现可见光高效转化供给了一种新的思惟和门路,是以该项成果在国际上引起普遍存眷.世界有名的光化学家.美国加州理工大学Lewis 传授对此成果评价道“Zou et al describe a step along one way towards this Holy Grail of inorganic photochemistry”(Nature ,414, pp589, 2001).此项成果揭橥的统一天,Science 也以《水+太阳+新催化剂=新能源》为题揭橥了评论,称此成果是一项了不得的冲破.此后,在这种新的光催化材料设计思惟的指点下,作者们成功地开辟出一系列具有可见光响应的.用于污染降解光催化材料.例如AVO 4(A=In,Ga,稀土类元素).(In 2O 3)m (BaO)n .AgInW 2O 8, MN 1/3Nb 2/3O 3 (M=Ca,Sr,and Ba;N=Ni, Co,In,Cr)等在更宽的可见光区域(至650nm)具有光催化活性,可以有用地降解水和空气中的甲醛.乙醛.亚甲基蓝和H 2S 等有害物(上图给出了可见光光催化在情形净化方面的应用实例),并初步实现了室外现实太阳光下光催化分化水产生氢,在J.Phys. Chem. B (107,pp61,2003; 107, pp4936, 2003; 107, pp14265, 2003)等杂志上揭橥一系列文章,开辟新型高效的可见光响应光催化材料,直接高效地应用太阳光,将低密度的太阳光转化为高密度的化学能,应用低密度的太阳光分化水和空气中的污染物.净化情形,是解决情形污染和能源缺少的重要门路之一,在国际上受到当局.国防.学术界和财产界的高度存眷.我国在高效可见光光催化材料.理论和应用方面具有雄厚的基本,在可见光光催化材料构建及机理研讨的某些方面处于国际领先程度.为了争先在可见光光催化及应用的理论和技巧基本方面取得重大冲破,须要多学科分解.交叉,结合攻关解决这方面的症结科学问题.环绕研讨可见光光催化材料构建.反响机理及应用基本等症结科学问题,可达到应用能带理论和分子轨道理论,从设计调控带隙宽度和红移匹配入手摸索接收波长更长.范围更宽(400~800nm)的新型复合光催化材料;研讨太阳能光催化材料的概况.界面微构造及纳米量子尺寸效应对太阳能转化效力的影响,将今朝世界最高程度的光催化量子效力和太阳能转化效力进步.在深刻研讨太阳能分化水和降解有害物机理的基本上,应用所成长的可见光催化材料,实现应用太阳能高效分化饮用水中致癌物质.室内空气中甲醛乙醛以及高效分化水制氢的技巧冲破.【2】稀土催化材料:众所周知,我国稀土矿以轻稀土组分为主,个中镧.铈等组分约占60%以上.跟着我国稀土永磁材料.稀土发光材料.稀土抛光粉.稀土在冶金工业中等应用范畴逐年扩大,国内市场对中重稀土的需求量也快速增长.造成了高品貌的铈.镧.镨等轻稀土的大量积存,导致我国稀土资本的开采和应用之间消失着轻微的不服衡.研讨发明,轻稀土元素因为其奇特的4f电子层构造,使其在化学反响进程中表示出优胜的助催化机能与功能.是以,将轻稀土用作催化材料是一条很好的稀土资本分解应用出路.催化剂是一种可以或许加快化学反响,且在反响前后自身不被消费的物质;加强稀土催化的基本研讨既进步临盆效力,又勤俭资本和能源,削减情形污染,相符可中断成长的计谋偏向.到今朝为止,可以或许在工业中获得应用的稀土催化材料重要有3类,包含分子筛稀土催化材料.稀土钙钛矿催化材料.以及铈锆固溶体催化材料等,见表1所示.个平分子筛稀土催化材料又可细分为中孔.微孔.介孔.以及纳孔稀土催化材料等几大类,且今朝重要用于炼油催化剂.稀土钙钛矿催化材料因为其制备简略.耐高温.抗中毒等机能优胜,今朝重要用作环保催化剂,也普遍用于光催化分化水制氢.以及石油化工行业的碳氢化合物重整反响等方面.今朝已开辟并应用的重要有钙钛矿型稀土复合氧化物催化剂.以及掺杂微量贵金属的稀土钙钛矿型催化剂等.铈锆固溶体催化材料是应汽车尾气净化市场的需求成长起来的一种稀土催化材料.早期重要应用铈的储氧机能来调节汽车尾气中的氧化还原反响.后来发明单一的铈储氧材料其持久性耐高温机能其实不克不及知足日益成长的汽车尾气催化剂的寿命请求,而添加一些锆可明显改良储氧材料的抗高温机能,从而改良催化剂的经久性.今朝,铈锆固溶体催化材料不但用于石油化工范畴的各类催化进程,也普遍用于汽车尾气净化.以及其它环保范畴.与传统的贵金属催化剂比拟,稀土催化材料在资本品貌.成本.制备工艺.以及机能等方面都具有较强的优势.今朝不但大量用于汽车尾气净化,还扩大到工业有机废气.室内空气净化.催化燃烧.以及燃料电池等范畴.自20世纪90年月末以来,蓬勃国度的环保催化剂市场一向以20%速度增长.是以,稀土催化材料在环保催化剂产品市场,特殊是在有毒.有害气体的净化方面,具有伟大的应用市场和成长潜力.应用举例:燃料电池燃料电池能量转化效力高,污染物超低或零排放,是21世纪高效.低污染的绿色能源.估计到2010年,燃料电池技巧可在大型电站.新型散布式电站等方面形成超出3000亿美元的宏大市场.如表2所示,燃料电池可分为低温燃料电池.中温燃料电池和高温燃料电池等几大类.个中稀土重要用于高温燃料电池.特殊是在固体氧化物燃料电池中,从正极材料.负极材料.固体电解质材料.到衔接件,全都离不开稀土成分.稀土氧化物具有优胜的离子和电子导电性,对改良固体氧化物燃料电池的机能有着无法代替的感化.经由过程选择适合的氧化物构成,可进步电极材料的离子导电率,降低氧还原的活化能.经由过程研讨构成.构造与导电性的关系以及掺杂离子的形态,来设计.合成新型构造的复合稀土氧化物,获得高电催化活性和高电导率的稀土电极材料,是固体氧化物燃料电池今朝的研讨热门【3】新型催化材料——SAPO分子筛1984年Lok等人将Si引入A1PO4系列分子筛中,合成出一系列磷酸硅铝(S )O)分子筛,从此,SPAO分子筛的合成和应用得到敏捷成长.S )O分子筛骨架呈负电性,具有可交流的阳离子,同时具有质子酸性,是以被普遍用作吸附剂.催化剂及催化剂载体,成为第三代新型分子筛,受到催化范畴科研工作者的普遍看重(1)SAPO分子筛的种类和构造SAPO分子筛是由Sio2.Al0.P0三种四面体单元构成的微孔型晶体.SAPO分子筛的构造种类很多,依据孔径大小可分为:渺小孔径构造.小孔径构造.中等孔径构造和大孔径构造四种类型(见表1).SAPO分子筛的骨架是由SiO2.A10;.三种四面体单元构成的三维骨架构造,有些属于新型构造,有些则与通例沸石的构造类似,具有从六元环至十二元环的孔道构造,孔径在0.3mm~0.8nm,是以能顺应不合尺寸分子吸赞同集中的请求.(2)SAPO分子筛的合成SAPO分子筛的合成SAPO分子筛的构成元素有Si.P.AJ和O,其无水构成可用mR:(Si AJ P )o2暗示,个中:R代表有机模板剂;m.z.Y.分别暗示模板剂;Si.AJ及P的摩尔分数:m=0~0.3,z=0.01~0.98,Y=0.01~0.60, =0.01~0.52,且z+Y+ =1.SAPO分子筛平日采取水热法合成,硅溶胶(silicaso1).假-水软铝石(pseudo-boehmite)及正磷酸(orthophosphoric)是其幻想的硅源.铝源和磷源,经常应用的模板剂有有机胺和季铵盐.SAPO分子筛的合成进程为:在室温下,按肯定原料构成将假一水软铝石加到正磷酸和水的混杂物中,搅拌混杂平均;中断搅拌,分别参加模板剂和硅溶胶,直至形成凝胶;将凝胶装入不锈钢高压釜中,密闭加热至150℃~250℃,在自身压力下进行恒温晶化反响;晶化完整后,分别固体产品,用去离子水洗涤并湿润;最后在空气中焙烧,完整除去模板剂,即得到SAPO分子筛原粉.(3)SAPO分子筛的应用按照合成前提及含硅量的不合,不合SAPO分子筛呈现出从中强酸到强酸不等的催化机能,并且具有优胜的热稳固性和水热稳固性,是以可用作催化剂或催化剂载体.(4)结论不合的合成前提和含硅量可制得不合孔构造SAPO分子筛.因为骨架呈负电性,具有可交流的阳离子,同时呈现出质子酸性,是以,SAPO分子筛被普遍用作吸附剂.催化剂及催化剂载体,是一种具有优良择形选择性.热稳固性和湿热稳固性的新型催化材料.SAPO分子筛可呈现出由中强酸到强酸的催化机能,几乎可用于所有的烃类反响,诸如催化重整.催化裂化.加氢精制.加氢异构化.脱氢环化.芳烃歧化及甲醇转化等.跟着对SAPO分子筛构造和性质以及合成办法和前提研讨的进一步深刻,这一新型分子筛势必在更普遍的催化范畴得到应用.【4】复合催化材料——Mo-V-Te-La复合氧化物催化材料1,催化剂的制备。

上海常用贵金属均相催化剂概述

上海常用贵金属均相催化剂概述

上海常用贵金属均相催化剂概述
上海常用贵金属均相催化剂概述
贵金属催化剂是一种高效的催化剂,常用于有机合成、环保、化学分析等领域。

其中,常用的贵金属均相催化剂包括铑、铱、钯、铂等。

下面将对上海常用的贵金属均相催化剂进行概述。

1. 铑催化剂
铑催化剂是一种常用的均相催化剂,具有高效、选择性好等优点。

在有机合成中,铑催化剂常用于不对称合成、烯烃环化反应、烯烃加氢反应等。

此外,铑催化剂还可用于环保领域,如氧化废气中的有害物质。

2. 铱催化剂
铱催化剂是一种高效的均相催化剂,常用于有机合成、药物合成等领域。

铱催化剂具有高效、选择性好等优点,可用于不对称合成、烯烃环化反应、烯烃加氢反应等。

此外,铱催化剂还可用于光催化反应、电催化反应等。

3. 钯催化剂
钯催化剂是一种常用的均相催化剂,具有高效、选择性好等优点。

在有机合成中,钯催化剂常用于芳香族化合物的氢化反应、烯烃的加氢反应等。

此外,钯催化剂还可用于环保领域,如废水处理中的有害物质。

4. 铂催化剂
铂催化剂是一种常用的均相催化剂,具有高效、选择性好等优点。

在有机合成中,铂催化剂常用于不对称合成、烯烃环化反应、烯烃加氢反应等。

此外,铂催化剂还可用于电催化反应、光催化反应等。

总之,上海常用的贵金属均相催化剂包括铑、铱、钯、铂等,它们在有机合成、环保、化学分析等领域具有广泛的应用前景。

随着科技的不断发展,贵金属催化剂的研究将会越来越深入,为人类的生产和生活带来更多的福利。

各种催化剂及其催化作用

各种催化剂及其催化作用

2、酸碱定义
软酸硬酸理论
1963年美国的r.g.皮尔逊在研究配合物稳定性的基础上把路易斯酸碱系统地划分为软、硬和交界三大类,提出了“硬亲硬,软亲软,硬软交界不分亲近”的规则,简称shab( soft and hard acids and bases)原则。
1
硬酸
2
受电子原子体积小,正电荷高,极化率低,电负性高,不易变形,即对外层电子吸引力很强;
01
(Mn+)2/nO•Al2O3 • mSiO2 • pH2O
02
金属阳离子
03
金属离子的价数
04
m-SiO2的物质的量,简称硅铝比
05
硅铝比不同,分子筛酸性不同
06
根据P-水的物质的量
08
6、沸石分子筛催化剂
6、沸石分子筛催化剂
结构单元一级结构Si、Al原子通过sp3杂化轨道与氧原子相连的正四面体
5
交界酸, 介于两者之间
4
软酸
3
对外层电子抓得紧的酸
软酸硬酸理论
2
1
硬碱
软碱
给电子原子极化率低,电负性高,难氧化,不易变形,即对外层电子吸引力强;
难于失去电子对的碱
交界碱, 介于两者之间
4
3
5
软酸硬酸理论
苯的烷基化可用三氯化铝催化,因为三氯化铝是硬酸,可与氯代烷中的硬碱cl-配合使其中软酸烷基成为正离子r+,从而对软碱苯核的反应性增大。
1
二元混合金属氧化物酸中心的形成
2
常用催化剂SiO2-Al2O3—硅酸铝
3
硅酸铝呈无定型时,称硅铝胶
4
酸铝呈晶体时,即为各种分子筛
5
酸中心数目和强度与铝含量有关

有机贵金属催化剂

有机贵金属催化剂

有机贵金属催化剂
有机贵金属催化剂,如铂、钯、铑、银、钌等,是化学领域中的重要组成部分。

这些催化剂之所以重要,是因为它们的d电子轨道未填满,这使得它们表面容易吸附反应物,并且强度适中,从而有利于形成中间“活性化合物”,因此具有较高的催化活性。

同时,这些贵金属催化剂还具备耐高温、抗氧化和耐腐蚀等特性,使其成为许多化学反应中最关键的催化剂材料。

铂和铑是应用最广泛的贵金属催化剂。

例如,铂催化剂在化工、石油精炼、汽车尾气处理等领域都有广泛的应用。

而铑催化剂则在有机合成和化学反应中发挥着重要作用,特别是在催化烯烃和烷基化合物的反应、氢化、酰基化、环氧化和氧化等反应中。

在有机合成中,铑催化剂通常以铑配合物的形式存在,其中铑原子被配体包围。

这些配体的选择对催化剂的活性和选择性具有重要影响。

近年来,新的铑配体的设计和合成已经极大地提高了铑催化剂的活性和选择性,例如,以磷配体和氮配体为基础的铑催化剂已被广泛研究和应用。

除了铑和铂,银、钯等其他贵金属也在催化剂领域有着广泛的应用。

这些催化剂的开发和应用已经历了百余年的历史,其发展势头长盛不衰。

总的来说,有机贵金属催化剂在化学反应中起着关键作用,它们的活性和选择性直接影响到反应的效率和产物的质量。

因此,研究和开发更高效、更可控的贵金属催化剂一直是化学领域的重要课题。

宝山区常用金属催化剂简介

宝山区常用金属催化剂简介

宝山区常用金属催化剂简介
宝山区是上海市的一个行政区域,是上海的城市中心地带。

宝山区的
经济实力十分强大,其中金属催化剂也是其重要的产业之一。

本文将
对常用的金属催化剂进行简要介绍。

一、铂族金属催化剂
1. 铂催化剂
铂催化剂是一种重要的金属催化剂,适用于氧化、水解、醇化、加氢、脱氯等反应。

其催化活性高、使用寿命长,但价格昂贵。

2. 钯催化剂
钯催化剂适用于加氢、醇化、羧化、偶联反应等。

其催化效率高、选
择性好、使用寿命长,价格相对较低。

二、过渡金属催化剂
1. 镍催化剂
镍催化剂适用于C-X键的断裂、偶联、加氢等反应,价格较低,但具
有毒性。

2. 铜催化剂
铜催化剂适用于偶联反应、氢化反应和氧化反应等。

其价格相对较低,但活性不如其他金属催化剂。

三、其他金属催化剂
1. 铁催化剂
铁催化剂广泛应用于氧化、羟基化和表面活性剂等领域。

其价格低廉,但催化活性低。

2. 钒催化剂
钒催化剂适用于部分氧化、不对称反应、脱水反应等,其价格相对较高。

以上是宝山区常用的金属催化剂简介,不同的催化剂适用于不同的反应,根据实际需求进行选择。

同时,需要注意的是,催化剂的使用要
严格按照操作规程,避免产生安全隐患。

LLDPE催化剂概况及生产问题处理措施

LLDPE催化剂概况及生产问题处理措施

LLDPE催化剂概况及生产问题处理措施LLDPE催化剂是现代塑料工业中的一种关键材料,能够有效地促进LTPP聚合反应,从而生产出优质的线性低密度聚乙烯。

本文将介绍LLDPE催化剂的概况及其生产问题处理措施。

LLDPE催化剂分为四大类,分别是钛催化剂、锰催化剂、铝催化剂和镍催化剂。

1. 钛催化剂:钛催化剂是常用的LLDPE催化剂之一,具有催化效率高、聚合物质量好、生产成本低等优点。

常用的钛催化剂有Ziegler-Natta催化剂和Phillips催化剂。

2. 锰催化剂:锰催化剂是一种高活性的LLDPE催化剂,具有晶体结构规整、分散性好、聚合物晶体性能优异等优点。

但生产成本高、稳定性较差,目前应用较少。

3. 铝催化剂:铝催化剂是高性能LLDPE催化剂,具有催化效率高、聚合体性能优异等优点。

根据前体的不同,铝催化剂可分为Lewis酸铝催化剂和有机铝催化剂。

4. 镍催化剂:镍催化剂是一种新型的LLDPE催化剂,在生产中具有成本低、催化效率高、聚合物分子量分布窄等优点。

但同时也存在催化中毒、催化金属含量高等问题。

二、生产问题处理措施在LLDPE催化剂的生产过程中,常常会遇到一些问题,下面将介绍几种常见的问题及其处理措施。

1. 铝催化剂的机械活性降低铝催化剂在储存过程中,由于湿度、温度等因素的影响,会导致机械活性降低。

处理措施:更换储存条件较好的环境,降低储存温度和湿度。

2. 钛催化剂的氧化钛催化剂在生产过程中容易受到气体中的氧化物污染,从而导致催化活性下降。

处理措施:加强工艺控制,减少气体污染。

3. 镓催化剂的崩裂现象镓催化剂在制造过程中,其颗粒大小较小,容易发生崩裂现象,从而导致粒度分布不均匀。

处理措施:加强生产过程控制,控制加工温度、时间与压力。

4. 催化剂活性衰减催化剂在生产过程中会因为吸附杂质、脱活物质等因素引起活性衰减。

处理措施:增加再生步骤效率以及开展表面改性等措施提高活性。

总之,LLDPE催化剂在生产中是非常关键的材料,需要加强控制过程中的各种因素,保证催化剂的质量稳定,以便生产出性能优异的LTPP聚合物。

四大催化材料简介

四大催化材料简介

《材料科学导论》课程实习报告——关于催化材料学习的体会摘要:催化是化工行业的核心技术,本文论述了催化材料的发展探讨了催化材料与化学反应工程的结合。

一,概述:随着时代的发展,人类的进步,许多新的社会问题诸如能源、环境又出现在人们眼前。

材料是一个包容万象的大学科,与人们的生活息息相关,人类要想取得更大的成就,获得更高的生活水平,我们必须在材料上有所创新,而催化剂在其中又有着举足轻重的作用,催化材料作为催化剂的主体,我们完全有必要在催化材料这个领域做深入的研究。

就国民经济而言,催化技术所支撑的石油化学工业是关系国家能源安全和国计民生的支柱产业。

作为石油化工重要的基本原料,烯烃、芳烃及其衍生物等大宗化学品的生产目前正面临着供需矛盾更加突出、原油价格不断攀升、资源环保压力日益严重的挑战,发展以节约资源、替代资源以及环境友好为特征的催化新技术对人类可持续发展意义重大。

催化技术的灵魂是催化剂,而催化材料又是制造催化剂的主体,所以说,催化材料的创新是催化技术创新的根本和源泉,要想在催化技术的开发和应用中居于领先地位,必须首先进行催化材料的创新。

二,发展简史:催化剂的使用由来已久,可以这样说,催化剂是伴随着化学这一门学科诞生的。

在科学纪元中,是贝采里乌斯(Berzelius)于1836年最先用催化作用一词来描述有关痕量物质,本身并不消耗而能够影响反应速率的各种各样的观察结果。

然而,人们对于催化作用特点是认识过程是漫长的。

在这一认识过程中,许多科学家都亲自从事化学实验并发现了许多催化反应。

通过长期实践,逐渐积累加深了认识。

1781年,帕明梯尔用酸作催化剂,使淀粉水解。

1812年,基尔霍夫发现,如果有酸类存在,庶糖的水解作用会进行得很快,反之则很缓慢。

而在整个水解过程中,酸类并无什么变化,它好像并不参加反应,只是加速了反应过程。

同时,基尔霍夫还观测到,淀粉在稀硫酸溶液中可以变化为葡萄糖。

1817年,戴维在实验中发现铂能促使醇蒸气在空气中氧化。

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四大催化材料简述
08工业催化与煤化工01班何国栋0806160103 随着时代的发展,人类的进步,许多新的社会问题诸如能源、环境又出现在人们眼前。

材料是一个包容万象的大学科,与人们的生活息息相关,人类要想取得更大的成就,获得更高的生活水平,我们必须在材料上有所创新,而催化剂在其中又有着举足轻重的作用,催化材料作为催化剂的主体,我们完全有必要在催化材料这个领域做深入的研究。

对现代催化材料而言,其基本分为四类:光催化材料、稀土催化材料、新型催化材料和复合催化材料。

1、光催化材料
光催化材料是由CeO
2(70%-90%)、ZrO
2
(30%-10%)组成,形成ZrO
2
稳定
CeO
2
的均匀复合物,外观呈浅黄色,具有纳米层状结构,在1000℃经4个小时老化后,比表面仍较大(>15M#G),因此高温下也能保持较高的活性。

用途:适用于高温催化材料,如汽车尾气催化剂。

技术背景:能源危机和环境问题。

人类目前使用的主要能源有石油、天然气和煤炭三种。

根据国际能源机构的统计,地球上这三种能源能供人类开采的年限,分别只有40年、50年和240年。

而太阳能不仅清洁干净,而且供应充足,直接利用太阳能来解决能源的枯竭和地球环境污染等问题是其中一个最好、直接、有效的方法。

为此,中国政府制定实施了“中国光明工程”计划。

它的核心就是开发高效的太阳光响应型半导体光催化剂。

光催化材料的基本原理:半导体在光激发下,电子从价带跃迁到导带位置,以此,在导带形成光生电子,在价带形成光生空穴。

利用光生电子-空穴对的还原氧化性能,可以降解周围环境中的有机污染物以及光解水制备H2和O2。

高效光催化剂必须满足如下几个条件:(1)半导体适当的导带和价带位置,在净化污染物应用中价带电位必须有足够的氧化性能,在光解水应用中,电位必
须满足产H
2和产O
2
的要求。

(2)高效的电子-空穴分离能力,降低它们的复合
几率。

(3)可见光响应特性:低于420nm左右的紫外光能量大概只占太阳光能
的4%,如何利用可见光乃至红外光能量,是决定光催化材料能否在得以大规模实际应用的先决条件。

提高光催化材料性能的途径:
(1)颗粒微细纳米化
降低光生电子-空穴从体内到表面的传输距离,相应的,它们被复合的几率也大大降低。

(2)过度金属掺杂和非金属掺杂
(3)半导体复合
利用异种半导体之间的能带结构不同,复合后,如光生电子从A粉末表面输出,而空穴从B表面导出。

也即电子和空穴得到有效分离。

(4)表面负载
将半导体纳米粒子固定技术在不同的载体上(多孔玻璃、硅石、分子筛等)制备分子或团簇尺寸的光催化剂。

(5)表面光敏
2、稀土催化材料
到目前为止,能够在工业中获得应用的稀土催化材料主要有3类,包括分子筛稀土催化材料、稀土钙钛矿催化材料、以及铈锆固溶体催化材料。

稀土钙钛矿催化材料由于其制备简单、耐高温、抗中毒等性能优越,目前主要用作环保催化剂,也广泛用于光催化分解水制氢、以及石油化工行业的碳氢化合物重整反应等方面。

目前已开发并应用的主要有钙钛矿型稀土复合氧化物催化剂、以及掺杂微量贵金属的稀土钙钛矿型催化剂等。

铈锆固溶体催化材料是应汽车尾气净化市场的需求发展起来的一种稀土催化材料。

早期主要利用铈的储氧性能来调节汽车尾气中的氧化还原反应。

后来发现单一的铈储氧材料其持久性耐高温性能并不能满足日益发展的汽车尾气催化剂的寿命要求,而添加一些锆可明显改善储氧材料的抗高温性能,从而改善催化剂的耐久性。

目前,铈锆固溶体催化材料不仅用于石油化工领域的各种催化过程,也广泛用于汽车尾气净化、以及其它环保领域。

与传统的贵金属催化剂相比,稀土催化材料在资源丰度、成本、制备工艺、以及性能等方面都具有较强的优势。

目前不仅大量用于汽车尾气净化,还扩展到
工业有机废气、室内空气净化、催化燃烧、以及燃料电池等领域。

自20世纪90年代末以来,发达国家的环保催化剂市场一直以20%速度增长。

因此,稀土催化材料在环保催化剂产品市场,特别是在有毒、有害气体的净化方面,具有巨大的应用市场和发展潜力。

3、新型催化材料——SAPO分子筛
(1)SAPO分子筛的种类和结构
、AlO、PO三种四面体单元构成的微孔型晶体。

SAPO分 SAPO分子筛是由SiO
2
子筛的结构种类很多,根据孔径大小可分为:微小孔径结构、小孔径结构、中等
、A1O三种孔径结构和大孔径结构四种类型(见表1)。

SAPO分子筛的骨架是由SiO
2
四面体单元构成的三维骨架结构,有些属于新型结构,有些则与常规沸石的结构相似,具有从六元环至十二元环的孔道结构,孔径在0.3mm~0.8nm,因此能适应不同尺寸分子吸附和扩散的要求。

(2)SAPO分子筛的应用
按照合成条件及含硅量的不同,不同SAPO分子筛呈现出从中强酸到强酸不等的催化性能,并且具有良好的热稳定性和水热稳定性,因此可用作催化剂或催化剂载体。

(3)结论
不同的合成条件和含硅量可制得不同孔结构SAPO分子筛。

由于骨架呈负电性,具有可交换的阳离子,同时呈现出质子酸性,因此,SAPO分子筛被广泛用作吸附剂、催化剂及催化剂载体,是一种具有优异择形选择性、热稳定性和湿热稳定性的新型催化材料。

SAPO分子筛可呈现出由中强酸到强酸的催化性能,几乎可用于所有的烃类反应,诸如催化重整、催化裂化、加氢精制、加氢异构化、脱氢环化、芳烃歧化及甲醇转化等。

随着对SAPO分子筛结构和性质以及合成方法和条件研究的进一步深入,这一新型分子筛必将在更广泛的催化领域得到应用。

4、复合催化材料——Mo-V-Te-La复合氧化物催化材料
(1)催化剂的制备:(NH
4)
5
MO
7
O
24
·4H
2
O、NH
4
VO
3
、TeO
2
、La(NO
3
)
3
·nH
2
O以不同的配
比加约15ml蒸馏水放入小型高压反应釜,油浴温度控制在170℃,反应48h后把反应釜里的混合物倒入烧杯。

此时混合物呈橙色, 再把它放在微波炉里进行干燥, 得到橙黄色的催化剂前体。

将催化剂前体进行研磨后才能放入石英管中在氮气保护下,程序控温先在150℃下焙烧2h, 再在600℃下焙烧2h,得到Mo-V-Te-La复合氧化物催化剂。

(2)催化剂的表征
①X射线衍射(XRD)
样品物相分析, 在Thermo- X T’RA X 射线衍射仪进行。

采用CuKα射线, 石墨滤波器, 管压40 kV,管电流120 mA。

②拉曼光谱(Raman)
Raman光谱分析在Renishaw 公司生产的配备有共焦显微镜(50倍目镜)和CCD 检测器的Uv-V is 100 Raman光谱仪上进行。

激发光源是Ar激光(514.5nm),使用的激光的能源是0.39mW(5mW×7.8%)。

(3)催化剂活性测试
在自组装的微反固定床- 在线色谱联用装置上对催化剂进行了初步的筛选, 对部分催化剂样品进行反应活性评价。

实验采用石英管式固定床流动反应器, 在常压下选择性氧化丙烷生成丙烯醛和丙烯酸,石英管内径为6mm 。

反应物和产物通过杭州科晓公司生产的GC-1690 型气相色谱仪进行分析,气相色谱仪配备有两个色谱柱和两个检测器, 分别为:①Porapak Q(2.0m×1/8in.),连接FID检器;②碳13A分子筛(2m×1/8in.),连接TCD检测器。

其中Porapak Q用来分析乙烯、丙烷、丙烯、丙烯醛、丙烯酸;而TDX- 1 分子筛用来分析氮气、氧气、一氧化碳,二氧化碳。

反应气通入盛有蒸馏水的圆底烧瓶后进入反应器,蒸馏水维持在50℃, 反
应气的体积流量为N
2:17.5ml/min,O
2
:5ml/min,C
3
H
8
:5ml/min,H
2
O:18ml/min 。

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