催化剂的制备性能评价及使用技术多相催化剂常用哪些
催化剂的分类及应用
催化剂的分类及应用1、催化剂的定义:在化学反应里能改变其他物质的化学反应速率,而本身的质量和化学性质在反应前后都没有发生变化的物质叫做催化剂(又叫触媒)。
2、催化剂的作用:可以催化剂与反应物发生化学作用,让它们之间接触以后,改变了反应途径,从而降低了反应的活化能,这是催化剂得以提高反应速率的原因;催化剂的加入过程从而加速,或者减缓化学反应速率的现象称为催化作用。
3、催化剂的特性:(1)催化活性:催化剂参与了化学反应,降低了化学反应的活化能,大大加快了化学反应的速率,这说明催化剂具有催化活性。
催化反应的速率是催化剂活性大小的衡量尺度,活性是评价催化剂好坏的最主要的指标。
(2)选择性:一种催化剂只对某一类反应具有明显的加速作用,对其他反应则加速作用甚小,甚至没有加速作用,这一性能就是催化剂选择性。
催化剂的选择性决定了催化作用的定向性,可通过选择不同的催化剂来控制或改变化学反应的方向。
(3)寿命或稳定性:催化剂的稳定性以寿命表示,它包括热稳定性、机械稳定性和抗毒稳定性。
催化剂的定义、作用、特性及种类4、催化剂的种类:(1)多相催化,发生在两相界面上的催化作用,通常使用的范围时,催化剂为多孔固体,反应物为液体或气体。
在多相催化反应中,固体催化剂对反应物分子发生化学吸附作用,这些都是肉眼可见,使反应物分子得到活化,可以改变性能,固体催化剂表面是无法均匀这一点一定要知道,只有部分点对反应物分子发生化学吸附。
(2)生物催化,其中的成分也包括了,生物体内在酶作用下进行的催化反应。
酶的催化作用具有高选择性、高催化活性就是可以使催化速度变得更快、反应条件温和等特点,最不能忽视就是,但受温度、溶液中的pH值、离子强度等因素影响较大。
(3)自动催化,反应产物的自我催化作用,对于生产会有很大作用,在一些反应中,某些反应的产物或中间体具有催化功能,使反应经过一段诱导期后速率大大加快,从而能够减少时间成本,自催化作用是发生化学振荡的必要条件之一。
多相催化中催化剂的组成
多相催化中催化剂的组成多相催化是一种将液体或气体反应物在催化剂的作用下转化为化学品的化学过程。
它具有高转化率,高选择性和高效率的特点,已广泛应用于化学加工、环保和能源等领域。
在多相催化中,催化剂的组成对反应性能和产物品质有很大影响。
本文将从催化剂的组成入手,探讨多相催化中催化剂的重要性。
1、催化剂的种类催化剂通常分为不同的种类,主要包括固体催化剂、液态催化剂和气态催化剂。
其中,固体催化剂是多相催化中应用最广泛的一种。
因为固体催化剂可以形成大量的活性中心,并且相对稳定,易于操作。
固体催化剂的种类还包括金属催化剂、酸催化剂、碱催化剂等。
2、催化剂的物理性质催化剂的物理性质对催化反应的选择性和效率也有很大影响。
例如,催化剂的表面积在很大程度上决定着反应速率。
催化剂的孔洞度也是衡量对反应物适应性的重要指标,因为孔洞结构可以提供反应物的扩散通道。
3、催化剂的化学性质催化剂的化学性质主要包括酸性、碱性和氧化还原性。
催化剂的酸性和碱性可以影响反应物表面的吸附和解离。
例如,弱酸性的催化剂可以吸附氧气并催化氧化反应。
而碱性催化剂则可以增强反应物分子中的亲电性。
催化剂的氧化还原性决定着催化剂对电子的亲和力,从而影响着催化反应的氧化还原过程。
例如,如果一个催化剂具有良好的还原能力,则可以促进氢化反应。
与此相对的,具有氧化能力的催化剂则可以促进氧化反应。
4、催化剂的结构性质催化剂的结构也是观察多相催化反应中催化剂组成的重要方面。
催化剂的结构稳定性可以决定催化剂的操作稳定性。
而催化剂的表面物性可以决定着吸附反应物分子的方式以及分子分解的路径。
催化剂的结构也可以决定催化剂对反应物的选择性,而这种选择性有时可以减少副反应的产生。
总之,多相催化中催化剂的组成是决定催化反应性能和产物品质的重要因素。
催化剂的物理、化学和结构性质都对催化反应起着重要作用。
因此,在研究多相催化反应时,应当考虑催化剂的各个方面特性,并找到优化组合的方法以实现更高效、可控的反应。
多相催化剂的设计及其应用
多相催化剂的设计及其应用近年来,多相催化剂在化学反应中的应用引起了广泛的关注。
相比于传统的单相反应,多相催化反应具有反应速率快,反应选择性高,催化剂回收容易等优点,因此在化学合成、环境保护等领域中得到了广泛的应用。
本文将介绍多相催化剂的设计及其应用。
一、多相催化剂的基本概念多相催化剂是一种在催化反应中作为反应介质的催化剂,通常由固体和液体相组成。
在多相催化反应中,固体催化剂可以提供活性中心,协同液相反应物提高反应效率,同时液相反应物也能够与催化剂表面发生相互作用,从而促使反应发生。
多相催化剂一般具有良好的选择性和催化活性,且可以循环使用,因此逐渐被广泛应用于生产和环境保护等领域。
二、多相催化剂的设计原则在多相催化剂的设计过程中,需要充分考虑催化剂的物理化学性质。
一般而言,多相催化剂的设计原则主要包括以下几点:1.活性中心的构建在多相催化剂中,活性中心是催化反应发生的关键。
设计合适的活性中心可以有效地提高催化反应的效率和选择性。
一般来说,活性中心应具有较高的催化活性,同时也需要具备较好的稳定性和循环使用性。
2.催化剂表面的性质催化剂表面的性质也是多相催化剂设计的重要因素。
不同的表面性质会对反应物分子的吸附、扩散、反应等环节产生影响,从而影响反应的效率和选择性。
因此,在多相催化剂的设计中,需要充分考虑催化剂表面的化学成分、形貌等因素。
3.介质的选择在多相催化反应中,液相和固相的物理状态之间的相互作用也是影响反应效率和选择性的重要因素。
不同的介质可以影响液相反应物和固相催化剂之间的接触和交互,从而对反应过程产生影响。
因此,在多相催化剂的设计过程中,需要选取合适的介质来保证反应过程的效率和选择性。
三、多相催化剂的应用多相催化剂的应用涵盖了多个领域,在化学合成、环境保护等领域都得到了广泛的应用。
以下是多相催化剂在不同领域中的应用举例:1.化学合成多相催化剂在化学合成领域中的应用较为广泛。
以金属催化剂为例,铂、钯、铜等催化剂广泛应用于氢化反应、烷基化反应等合成反应中;金催化剂广泛应用于氧化反应、氢化反应等合成反应中。
08 催化剂制备基本原理
催化剂制备方法的复杂性 催化剂是催化工艺的灵魂,制备方法很多,尽管原料和用量完全 相同,但所值得的催化剂性能可能有很大的差异。 制备过程比较复杂,许多微观因素较难控制,目前科学水平还不 足以说明催化剂的奥秘; 催化剂的生产技术高度保密,影响了制备理论的发展。制备方法 在一定程度上还处于半经验的探索阶段。
目前工业上使用的催化剂,大多数是固体催化剂,本章介绍 的催化剂制备,除特别指出者外,都限于此类型。 催化剂制备一般经过三个步骤: (1) 选择原料及原料溶液配制。选择原料必须考虑原料纯度( 尤其是毒物的最高限量)及催化剂制备过程中原料互相起化学作 用后的副产物(正、负离子)的分离或蒸发去除的难易。 (2) 通过诸如沉淀、共沉淀、浸溃、离子交换、化学交联中 的一种或几种方法,将原料转变为微粒大小、孔结构、相结构 、化学组成合乎要求的基体材料。 (3) 通过物理方法(诸如洗涤、过滤、干燥、再结晶、研磨、 成型)及化学方法(诸如分子间缩合、离子交换、加热分解、氧 化还原)把基体材料中的杂质去除,并转变为宏观结构、微观结 构以及表面化学状态都符合要求的成品。
负载型催化剂制备方法 浸渍法中最通常是把活性组分的金属盐水溶液添加到具有 所要求特性的载体中使其浸渍,然后干燥、煅烧、活化。 活性组分在孔内外的分散状态,与浸渍液的浓度,所加浸 渍液的体积与孔容的比率,浸渍方法与时间,干燥方法, 有无其它竞争吸附剂、杂质的存在等有关。
载体的选择
不同载体对镍催化剂也有明显的影响。已知下列催化剂中Ni 的比表面的顺序为:Ni-SiO2>Ni-Al2O3>Ni-SiO2-Al2O3,但 是这些催化剂对乙烷的加氢裂解的活性顺序为:Ni-Al2O3> Ni-SiO2>Ni-SiO2-Al2O3,可见Ni-Al2O3活性较高的原因不是 比表面所引起,而可能是所提供的原子簇配位络合态不同。 在工业催化剂中,对高温或强放热反应,主要是要考虑催 化剂的耐热性,因而应选用载体的高温稳定相
第二章催化剂制备、性能评价及使用技术
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。
多相催化反应的研究及其应用
多相催化反应的研究及其应用随着人类生活水平的不断提高,工业生产的安全性、环境友好性越来越受到重视。
多相催化反应作为一种重要的化学反应方式,因其绿色、高效、可控等优势,在化学工业和环境保护领域得到了广泛应用。
本文将从多相催化反应的定义、特点、研究方向、应用前景等方面进行探讨。
一、多相催化反应的定义和特点多相催化反应是指在反应体系中存在两种或两种以上的反应物和催化剂,其中至少一种反应物或催化剂存在于界面上。
多相催化反应一般可以分为气固相催化反应、气液相催化反应、液固相催化反应和固固相催化反应等几种不同形态。
相对于单相催化反应,多相催化反应具有以下优点:1. 反应速率高:多相催化反应由于存在于界面上,反应物之间的传递速率比单相反应要快,因此反应速率更高。
2. 催化剂可重复使用:在多相反应中,催化剂常常存在于液固或固固相界面上,使得催化剂得以循环使用,减少了反应成本。
3. 易于分离:多相催化反应产物常常与催化剂的相态不同,因此可以方便地通过分离得到纯净产物和催化剂,避免了后续步骤的复杂操作。
二、多相催化反应的研究方向多相催化反应的研究方向主要分为两个方面:催化剂的设计和反应机理的探究。
1. 催化剂的设计催化剂的设计是多相催化反应研究的核心。
一方面,催化剂需要有一定的活性,使得反应能够顺利进行;另一方面,催化剂的选择和设计需要考虑诸如催化剂的化学结构、催化剂与反应物之间的相态、反应介质酸碱度等因素。
目前,常用的多相催化剂包括金属催化剂、贵金属催化剂、离子液体以及有机小分子催化剂等。
2. 反应机理的探究在多相催化反应过程中,催化剂与反应物之间的相互作用是比较复杂的,反应机理的探究有助于我们深入了解反应的底层机制以及催化剂的活性位点从而提高反应效率。
反应机理探究手段包括样品表征技术、散射技术、光谱技术、电化学技术等方法。
目前,通过比较不同催化剂在同一个反应体系中的催化效率及反应产物的选择性等方面的差异,正在为反应机理探究提供新的思路和手段。
催化原理资料题 (1)
1.一般来说表征催化剂物理结构时主要表征哪些参数?答案:(1)、表面积的测定:主要有气体吸附法,射线小角度衍射法,直接测量法。
(2)、结构参量测定,有催化剂的密度,催化剂的孔容,孔隙率,孔的简化模型和孔的平均半径等。
(3)、催化剂的机械强度(4)、催化剂晶粒大小及其分布。
2。
助剂的种类?分别说出它们应具有的性质?答案:结构性助剂和调变性助剂。
结构性助剂的性质:不与活性组分反应形成固体溶液,应当是很小的颗粒,具有高度的分散性能,有高的熔点。
调变性助剂的性质:可以称为电子性助剂,有时和活性组分的微晶产生晶格缺陷,造成新的活性中心。
3.利用择形性控制反应一般有哪些途径?答案:a 对反应物择形,利用催化剂特定的孔结构,使反应混合物中仅有一定形状和大小的分子才能进入催化剂内起反应。
b 对产物择形:用催化剂特定的孔结构,只允许仅有一定形状和大小的分子才能离开催化剂孔道。
c 对中间产物择形,利用孔内特定的空间限制某中间产物生成,促进另一中间产物自由生成。
4.试说明CO在NiO上,O2媳妇在ZnO上可能引起导电率,脱出功的变化?答案:CO是给电子气体,NiO是p型半导体,所以脱出功减少,电导率较少;O2是得电子气体,ZnO是n型半导体,所以脱出功增加,电导率减少。
5.为什么活性炭和分子筛的吸附热最大?答案:这两种物质的比表面积打,吸附功能强。
6.作为催化剂载体一般具有哪些特性?从表面积角度将载体大致可分为几类?答案:性能主要有:a、有良好机械性能,如抗磨损,抗冲击以及抗压性能等。
b、在反应的再生过程中有足够的热稳定性。
C、有合适的孔结构和表面积。
D、容易获得,价格低廉。
分类:1.小表面积的载体,如碳化硅,金刚石和浮石等。
这类载体对所负载的活性组分的影响不大。
2.高表面积载体。
如活性炭,氧化铝,硅胶,硅酸铝等,这类载体不仅对所负载的活性组分有较大的影响,而且自身能提供活性中心和负载的活性组分组成多功能催化剂。
它又可以分为无孔高表面载体和有空的表面载体。
化学中的多相催化技术
化学中的多相催化技术化学是一门重要的自然科学,用于研究物质的组成、性质、结构、变化等各方面。
在化学实践中,多相催化技术是一个至关重要的领域。
多相催化技术是指在液体、气体或者固体材料的界面上,通过催化剂催化反应,转化原料为产品的技术。
它是许多重要化学反应、石油工业、化工、环保等领域的关键部分。
多相催化技术具有一系列优点。
首先,催化剂可以循环使用,大大降低了生产成本,并带来了可持续发展的环境效益。
其次,相比于传统的液相反应,多相催化技术不需要大量使用溶剂,减少了有机溶剂对环境的污染问题。
其次,多相催化技术可以有效避免副反应的发生,提高化学产率。
最后,催化剂可以精密调控反应速率,提高反应效率和选择性,产生高品质的化学品。
多相催化技术的应用非常广泛。
例如,加氢裂化技术用于生产高辛烷值汽油和基础油;酯化反应用于合成脂肪酸甘油酯和合成脂肪酸;脱氢反应用于制备乙烯和丙烯等化学品。
许多重要的催化反应例如氢化、氧化、氯化、加成等都可以在多相催化条件下进行。
多相催化技术的催化剂主要有固体催化剂和催化剂载体两种。
催化剂通过改变反应组分的表面性质,因而影响了催化反应的活性和选择性。
固体催化剂具有高的比表面积和较好的热稳定性,而催化剂载体则增加了催化剂的机械强度和化学稳定性。
除了催化剂以外,反应条件也是多相催化技术成功的关键。
温度、压力、反应物的选取、浓度等因素都会影响多相催化反应的效果。
在反应条件下固定的情况下,催化剂的表面性质和存在方式是影响反应产物选择性的关键因素。
因此,学习和掌握多相催化技术的反应机制,分析和改变基质的物理和化学性质,是提高催化反应效率的重要手段。
在未来,多相催化技术将扮演更加重要的角色。
在石油化学和绿色化学,特别是二氧化碳捕集与利用、生物质转化等方面,都充分发挥了催化的优势。
同时,多相催化技术的发展成为化学工业制造和环境保护领域的基础。
总之,多相催化技术在化工、炼油和环境保护方面扮演着重要的角色。
多相作用催化剂的设计和制备
多相作用催化剂的设计和制备随着人们对环境和能源的关注不断提高,研究新型催化剂成为了当今化学领域的热点之一。
多相作用催化剂以其高效、环保的优点备受研究者的青睐。
本文将介绍多相作用催化剂的基本概念、设计和制备方法。
一、多相作用催化剂的基本概念多相作用催化剂是指催化剂同时包含两种或两种以上的物质,其中至少一种物质在催化反应中与气体或液体相互作用。
多相作用催化剂的特点是反应物和催化剂处于不同的相,反应物必须在催化剂表面吸附才能发生反应,从而实现了反应速率的提高和选择性的改善。
二、多相作用催化剂的设计多相作用催化剂的设计需要考虑多种因素,包括催化剂的成分、结构、表面特性、孔隙结构、活性位点等。
其中,活性位点是多相作用催化剂最关键的设计要素之一。
催化剂的表面特性和孔隙结构决定了反应物分子在催化剂表面的扩散和吸附,从而影响了活性位点的暴露程度和反应速率。
因此,多相作用催化剂的设计需要充分考虑这些因素,从而实现最佳催化效果。
三、多相作用催化剂的制备方法多相作用催化剂的制备方法包括物理法、化学法和生物法。
物理法的制备过程简单,包括干燥、压缩等,但其制备的催化剂表面不具有特殊的表面特性和活性位点。
化学法则是一种通用的多相催化剂制备方法,包括溶胶-凝胶法、沉淀法、水热法等,化学法制备的催化剂常具有优秀的表面特性和活性位点。
生物法则是利用生物学方法制备多相催化剂,优点是制备过程环保、生物稳定性好、催化效果优秀。
四、多相作用催化剂的应用多相作用催化剂广泛应用于石油化学、环保、医药等多个领域。
例如,多相作用催化剂可用于石油加氢裂化、废气处理、水处理、药物分子合成等反应。
总之,多相作用催化剂的设计和制备是当今化学领域的热点之一。
随着人们对环境和能源问题关注度的不断提高,多相催化剂的应用领域也将不断扩大。
希望大家能够进一步关注和支持相关研究。
多相催化剂材料的制备与催化性能研究
多相催化剂材料的制备与催化性能研究近年来,随着工业化进程的加快,多相催化剂在化工领域得到了广泛应用。
多相催化剂的制备与催化性能研究成为了研究热点之一。
本文将重点讨论多相催化剂材料的制备和催化性能的相关研究进展,探讨其应用前景。
1. 多相催化剂材料的制备方法多相催化剂的制备方法多种多样,常见的有沉积、共沉淀、莫耳法、水热法等。
其中,沉积法是一种经典的制备方法,通过将活性组分溶液浸渍到载体表面形成活性颗粒;共沉淀法则是将活性组分的溶液与载体的溶液混合,并通过控制条件使其共沉淀形成催化剂。
2. 多相催化剂材料的结构与性能研究多相催化剂材料的结构与性能研究对于优化催化剂性能至关重要。
例如,金属氧化物催化剂中的晶相、表面氧化物种类、表面氧化物的形貌等结构特征,直接影响催化剂的活性和选择性。
因此,对多相催化剂材料的结构进行表征和分析,是研究其催化性能的关键。
3. 多相催化剂材料的催化性能评价多相催化剂材料的催化性能评价是研究的重点之一。
现有的评价方法主要包括活性测试和选择性测试。
活性测试可以通过测定反应转化率、反应速率和催化活性等指标来评价催化剂的活性;而选择性测试则是通过评价不同反应产物的选择性,判断催化剂在某一反应中的选择性能力。
4. 多相催化剂材料的应用前景展望多相催化剂材料在环境保护、能源利用和有机合成等领域具有广阔的应用前景。
例如,多相催化剂可以应用于废水处理中,实现有害物质的高效去除;同时,多相催化剂在能源领域也有重要应用,如催化氧化反应可用于锂离子电池的正极材料的制备;此外,多相催化剂还可以用于有机合成反应中,实现高效、选择性反应。
总之,多相催化剂材料的制备与催化性能研究是当前领域的热点和难点。
通过对多相催化剂材料的结构与性能研究,可以为该领域的应用提供理论依据和实践指导。
随着研究的深入,多相催化剂材料在环境保护、能源利用和有机合成等领域的应用前景必将更加广阔。
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。
化学制药工艺学考试名词解释集
一、名词解释1. 制药工艺学(Pharmaceutical Technology):是研究各类药物生产制备的一门学科;它是药物研究、开发和生产中的重要组成部分,它是研究、设计和选择最安全、最经济、最简便和先进的药物工业生产途径和方法的一门学科。
2. 化学制药工艺学:化学制药工艺学是药物研究、开发和生产中的重要组成部分,是研究药物的合成路线、合成原理、工业生产过程及实现生产最优化的一般途径和方法。
它是研究、设计和选择最安全、最经济、最简便和先进的药物工业生产途径和方法的一门学科。
3. 制剂工艺学:是综合应用药剂学、物理化学、药物化学、应用化学、药理学、生物学等学科的知识,研究药物剂型的生产工艺、设备及质量控制,按照不同的临床医疗要求,设计、制造不同的药物剂型。
4.新药研发:新药研究与开发应包括新药从实验室研究到生产上市,扩大临床应用的整个过程,是制药工艺学研究的一个基本内容。
制药工业是一个以新药研究与开发为基础的工业。
5.清洁技术:制药工业中的清洁技术就是用化学原理和工程技术来减少或消除造成环境污染的有害原辅材料、催化剂、溶剂、副产物;设计并采用更有效、更安全、对环境无害的生产工艺和技术。
其主要研究内容有:(1)原料的绿色化(2)催化剂或溶剂的绿色化(3)化学反应绿色化(4)研究新合成方法和新工艺路线一、名词解释1. 全合成制药:是指由化学结构简单的化工产品为起始原料经过一系列化学合成反应和物理处理过程制得的药物。
由化学全合成工艺生产的药物称为全合成药物。
2. 半合成制药:是指由具有一定基本结构的天然产物经化学结构改造和物理处理过程制得的药物。
这些天然产物可以是从天然原料中提取或通过生物合成途径制备。
3. 手性制药:具有手性分子的药物4. 药物的工艺路线:具有工业生产价值的合成途径,称为药物的工艺路线或技术路线。
5. 倒推法或逆向合成分析(retrosynthesis analysis):从药物分子的化学结构出发,将其化学合成过程一步一步逆向推导进行寻源的思考方法称为追溯求源法,又称倒推法、逆合成分析法。
多相催化过程
多相催化过程多相催化过程是一种重要的化学反应过程,它在化学工业生产中起到了至关重要的作用。
本文将从多相催化的定义、催化剂的种类、反应机理以及应用领域等方面进行探讨。
多相催化是指反应体系中存在两个或多个不同相的催化剂参与反应的过程。
相对于单相催化来说,多相催化具有更高的反应效率和催化剂的重复利用率。
多相催化反应主要依靠催化剂表面与反应物之间的相互作用来促进反应的进行。
催化剂的选择对于多相催化反应至关重要,主要有固体-液体催化、固体-气体催化和固体-固体催化等。
固体-液体催化是指催化剂以固体形式存在于反应体系中,而反应物以液体形式存在。
这种催化剂常见的有金属催化剂、氧化物催化剂和离子交换树脂催化剂等。
其中,金属催化剂常用于氢化、加氢、氧化等反应,氧化物催化剂主要用于氧化反应,离子交换树脂催化剂则主要用于离子交换反应。
固体-气体催化是指催化剂以固体形式存在于反应体系中,而反应物以气体形式存在。
这种催化剂常见的有贵金属催化剂、氧化物催化剂和分子筛催化剂等。
贵金属催化剂常用于氢氧化、氧化和加氢反应,氧化物催化剂主要用于氧化反应,分子筛催化剂主要用于吸附和分子筛选择性反应。
固体-固体催化是指催化剂以固体形式存在于反应体系中,而反应物也以固体形式存在。
这种催化剂常见的有金属催化剂、氧化物催化剂和分子筛催化剂等。
金属催化剂常用于合成、加氢和氧化反应,氧化物催化剂主要用于氧化反应,分子筛催化剂主要用于吸附和分子筛选择性反应。
多相催化反应的机理相对复杂,具体机理取决于催化剂和反应物之间的相互作用。
一般来说,催化剂表面上的活性位点与反应物之间的吸附作用是多相催化反应的关键步骤。
在反应过程中,反应物在活性位点上发生反应,生成中间体,然后再经过吸附、解离和再吸附等步骤,最终得到产物。
多相催化反应在化学工业生产中具有广泛的应用领域。
例如,固体-液体催化常用于石油加工、有机合成、环境保护等领域;固体-气体催化常用于废气处理、汽车尾气净化等领域;固体-固体催化常用于催化裂化、重整等领域。
(完整word版)工业催化试题
一、填空1.催化剂只能改变而不改变反应的。
2.多相催化剂通常由___ ____、____ ___、____ ___三部分组成。
其作用分别为___ ____、___ ____、___ ____。
3.评价工业催化剂性能好坏的指标有___ ____、____ ___、__ __ __、____ _ __、___ ____等, 在生产上常用___ _____,_____ ___来表示催化剂的活性。
科研上常用____ ___来表示催化剂的活性。
4.在多相催化反应中有____ ___、____ ___、___ ____三类控制步骤。
在连串反应中, 控制步骤___ ____总过程速度。
当过程处于___ ____时, 催化剂内表面利用率最高。
5.固体酸表面存在____ ___和____ __两类酸性中心;其强度大小主要与____________有关.两者的转化条件是___________ ______。
6.催化剂表面能量分布的类型有__ _ _ ___、___ __ __、____ _ __三种形式。
ngmuir吸附等温式用于____ ___, 吸附量与压力的关系是___ ____。
8.吸附热表征__ _____。
催化活性与吸附热之间的关系____ ___。
9.本征半导体的能带结构由___ ____、___ ____和____ ___组成, 半导体的附加能级有___ ____和___ ____两种, N型半导体的附加能级是_______能级, 它使半导体的Ef___ ____, 电导率___ ____。
10.络合物催化剂由____ ___和____ ___两部分组成。
11.常用的工业催化剂制备方法有___ ____、____ ___、____ __等。
12.造成催化剂失活的原因有___ ____、____ ___、_____ __等。
13.催化剂上的吸附有____ ___和_______ _____两种类型;H2的吸附常采用_____ __, 烯烃的吸附常采用_____ ____。
催化剂的制备
单击此处可添加副标题
工业催化剂的活性、选择性和稳定性不仅取决于它的化学组成, 也和物理性质有关。也就是说,单凭催化剂的化学成分并不足以推 知其催化性能如:Al2O3, 分子筛 。在许多情况下,催化剂的各种物 理特性,如形状、颗粒大小、物相、比重、比表面积、孔结构和机 械强度等,都会 影响催化剂对某特定反应的催化性能; 影响到催化剂的使用寿命; 影响到反应动力学和流体力学的行为。 如果催化剂在使用过程中机械强度下降, 造成催化剂的破碎及粉 化, 使催化剂床层压降大大增加, 催化剂的效能显著下降。催化剂机 械强度既与物质组成的性质有关, 也与制备方法有关。
S2-
硫脲
C2O42-
尿素与草酸二甲酯或草酸
CO32-
三氯乙酸盐
SO42-
硫酸二甲酯
CrO42-
尿素与HCrO4-
SO42-
黄酰胺
常用的均匀沉淀剂母体
将沉淀操作分两步进行:首先制成盐溶液的悬浮层,然后将悬浮层立刻瞬间混合成均匀的过饱和溶液。经一段时间(诱导期)后,形成超均匀的沉淀物 关键:瞬间混合—快速搅拌 (防止形成结构或组成不均匀的沉淀)
Na2SiO3溶液 = 1.3
NaNO3溶液 = 1.2
Ni(NO3)2 + HNO3溶液 = 1.1
Ni/SiO2制备 (苯选择加氢催化剂) 形成均匀的水溶胶或胶冻,再经分离、洗涤、干燥、焙烧、还原即得催化剂
超均匀共沉淀法
借助晶化导向剂(晶种)引导非晶型沉淀转化为晶型沉淀的快速有效方法 — 预加少量晶种引导结晶快速完整形成 例:制备高硅钠型分子筛(丝光沸石、X型、Y型分子筛)
选择原则: 不能引入有害杂质 — 沉淀剂要易分解挥发 沉淀剂溶解度要大 — 提高阴离子的浓度,沉淀完全;被沉淀物吸附量少,易洗涤除去 沉淀物溶解度要小 — 沉淀完全,适用于Cu、Ni、Ag、Mo 等较贵金属 沉淀要易过滤和洗涤 — 尽量选用能形成晶形沉淀的沉淀剂(盐类) 沉淀剂必须无毒
多相催化剂的制备及其催化性能
多相催化剂的制备及其催化性能多相催化剂是催化化学反应中的一种重要催化剂,具有高效、环保、经济、重现性好等优点,广泛应用于化工、石化、医药、能源等行业。
本文主要介绍多相催化剂的制备及其催化性能。
一、多相催化剂的制备多相催化剂的制备方法主要包括:物理法、化学法和生物法三种。
1.物理法物理法是利用材料间的物理性质来制备多相催化剂。
常用的有共沉淀、浮选、离心、沉淀等方法。
其中,共沉淀法是最为常用的方法之一,将两种或两种以上的盐溶液按一定比例混合,调整pH值,加入沉淀剂,将固体沉淀下来并洗涤,再经过干燥和焙烧即可得到多相催化剂。
在这种方法中,pH值、沉淀剂的种类和添加量、焙烧温度等因素对催化剂的活性、选择性和稳定性有着重要影响。
2.化学法化学法是指利用化学反应来制备多相催化剂。
通常采用浸渍法、溶胶凝胶法、水热法、氢氧化物沉淀法等方法。
其中,浸渍法是最为常用的方法之一,将载体浸泡在溶液中,使其充分吸收溶液中的金属离子,再经过焙烧和活化等工序即可得到多相催化剂。
在这种方法中,载体的孔径大小、金属离子的浓度和种类、焙烧温度等因素对催化剂的活性、选择性和稳定性有着重要影响。
3.生物法生物法是指利用生物体系制备多相催化剂,通常采用生物矿化、微生物发酵等方法。
其中,生物矿化法是最为常用的方法之一,利用生物体系中的细胞、酶、蛋白质等有机分子来结合和沉淀金属离子,形成具有催化活性的多相催化剂。
在这种方法中,生物体系的菌种、酶、金属离子的种类和浓度等因素对催化剂的活性、选择性和稳定性有着重要影响。
二、多相催化剂的催化性能多相催化剂的催化性能主要包括:催化活性、选择性、稳定性和反应动力学等方面。
1.催化活性催化活性是指催化剂催化反应的速率和效率。
多相催化剂具有高催化活性的特点,其原因在于其具有较大的比表面积,有较多的活性位点,并且催化剂与反应物之间存在较大的接触面积,因此反应速率和效率更高。
此外,催化剂的活性还与其组成、结构、形貌等因素有关。
催化剂
第一章1.按工艺与工程特点将催化剂分为哪几类;比较各类催化剂的性能特点多相固体催化剂 均相配合物催化剂 生物催化剂多相固体催化剂:应用广;易与反应系统分离;催化过程易于控制,产品质量高;催化机理复杂。
均相配合物催化剂: 催化机理易于研究和表征;活性大于多相催化剂;与反应混合物分离困难;昂贵,中心离子多为贵金属;热稳定性较差,以致限制反应温度的提高,转化率低而催化剂耗损大;对金属反应器腐蚀严重。
生物催化剂:高效性(用量少,活性高)、高选择性(底物专一性,即每一种酶只能催化已知或一族特定底物的反应;反应专一性,即只能催化某种特定的反应)、反应条件温和(常温、常压和接近中性的PH 下进行)、自动调节活性(酶的活力受到多方面因素的控制,通过自动调节酶的活性和酶量,以满足生命过程的各种需要)。
2.固体催化剂的主要成分及其作用多稳定剂与载体相似,抑制剂与助催化剂的作用相稳定剂、提高表面积、耐热性、机械强度,含量大于助催化提高主催化剂的活性、选择性、耐热性、抗催化作用主催化剂相催化剂反,见表1-18抑制剂剂,是活性组分的分散剂、粘合剂和支载物,见表1-17载体毒性、机械强度和寿命等。
又分结构、电子和晶格缺陷助催化剂,见表1-15和1-16助催化剂作用3.新型催化剂的发展方向酶的模拟与人工合成 均相催化剂的负载化第二章1.沉淀法类型及其操作要点单组分沉淀法:沉淀剂与一种待沉淀溶液作用制备一组分沉淀物。
如氧化铝载体的制备反应如下:Al3+ + OH-→ Al2O3•nH2O ↓ AlO2- + H3O+ → Al2O3•nH2O ↓共沉淀法:两个以上的组分同时沉淀。
如低压合成甲醇用的三组分催化剂CuO-ZnO-Al2O3的制备:将这三种待沉淀离子的硝酸盐混合液与Na2CO3并流加入沉淀槽,在强烈搅拌下,在恒定的温度和近中性的条件下,形成三组分沉淀。
再经过后续处理得三组分催化剂。
均匀沉淀法:先将待沉淀的溶液与沉淀剂母体充分混合为十分均匀的体系,再改变条件,如调节温度和时间,逐渐提高 PH ,体系中逐渐生成沉淀剂,沉淀缓慢进行,制得颗粒均匀、比较纯净的沉淀物。
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。
负载路易斯酸多相催化剂的制备及其在有机反应中的应用研究
负载路易斯酸多相催化剂的制备及其在有机反应中的应用研究近年来,多相催化反应是有机化学家所探索的前沿领域,它有望为有机合成领域带来新的机遇和应用,从而有效节省能源。
多相催化反应涉及到不同介质和活性成分的相互作用,具有高选择性、易操作、低成本等优点,为原油转化和氢转化、乙醇合成、氧化和环化反应等新型有机反应技术的发展提供了可能性。
负载路易斯酸多相催化剂是一种新型的多相催化剂,它是将有机离子溶剂、水源和负载路易斯酸相结合,通过采用高效、可控、低毒、高稳定性和低成本等特点而得到的复合材料,因此它在各种有机反应中有着独特的应用前景。
本文旨在探索负载路易斯酸多相催化剂的合成方法和其在有机反应中的应用。
首先,介绍了负载路易斯酸多相催化剂的特点,并重点讨论了负载路易斯酸多相催化剂的制备方法和理论,以及与其他催化剂的比较。
其次,本文综述了负载路易斯酸多相催化剂在有机合成中的应用,探讨了它作为催化剂在不同反应类型中的性能,以及它们在不同反应体系中的表现。
最后,本文就未来研究方向提出了展望,并讨论了负载路易斯酸多相催化剂可能带来的机遇和挑战。
负载路易斯酸多相催化剂的重要性在于它高效、安全、低毒、可控、低成本和适应能力强等特点,使它可以在不同的反应体系中胜任各种催化反应的角色。
本文的研究为负载路易斯酸多相催化剂的制备和应用提供了理论指导,并可望促进负载路易斯酸多相催化技术在有机合成领域的发展,从而有效提高其在有机合成中的应用价值。
综上所述,通过本研究可以得出结论:负载路易斯酸多相催化剂具有良好的性能,可以有效提高有机反应的性能,从而节约能源,提高生产效率,实现有机合成的高效化。
目前,负载路易斯酸多相催化剂的研究正处于起步阶段,尚需要对其进行进一步研究,以发现其在有机合成反应中的潜在应用价值。
总之,负载路易斯酸多相催化剂的制备及其在有机反应中的应用在未来具有广阔的发展前景,有望为绿色有机合成提供新的思路和应用。
负载路易斯酸多相催化剂的制备及其在有机反应中的应用研究
负载路易斯酸多相催化剂的制备及其在有机反应中的应用研究本文的主题是负载路易斯酸多相催化剂的制备及其在有机反应中的应用研究。
催化剂是一种可以显著改变反应速率和成功率的物质,且使反应能够在低温低压条件下可以有效地进行,不论是活性还是可控性都有着明显的提升。
尤其是对于有机反应而言,催化剂起着至关重要的作用。
本文详细讨论了负载路易斯酸多相催化剂的制备方法,并且讨论了该类催化剂在有机反应中的应用。
首先,负载路易斯酸多相催化剂的制备方法被介绍。
具体来说,该催化剂是一种分子负载型催化剂,它由路易斯酸,支架材料和催化活性的金属配体构成。
为了制备该催化剂,首先需要放射性同位素放射源将配体中的金属元素放射,以便将所需金属配体结合到支架材料上。
接着,将装载到支架材料上的金属配体与路易斯酸混合,以形成最终的负载路易斯酸多相催化剂。
其次,在介绍负载路易斯酸多相催化剂的制备方法之后,本文将讨论该类催化剂在有机反应中的应用。
负载路易斯酸多相催化剂具有良好的在水中的动力学性能、可逆的物理化学性质,以及良好的生物相容性,因此适用于多种有机反应。
例如,它可以加速醛水解反应,以及在酯化反应中有效地合成醇、醛和酮。
另外,这种催化剂还可以用于加氢反应、环氧乙烷改性反应等。
最后,本文介绍了负载路易斯酸多相催化剂的制备方法及其在有机反应的应用研究。
负载路易斯酸多相催化剂具有良好的动力学性能、可逆的物理化学性质,以及良好的生物相容性,因此非常适合有机催化反应的中的应用,尤其是酯化反应、加氢反应以及环氧乙烷改性反应等更是发挥出了自身的特点。
此外,在未来,通过进一步完善催化剂的设计和研发,可以更有效地应用于有机反应,从而提高反应效率和正确率,为有机化学提供更实际的方法。
总之,本文详细介绍了负载路易斯酸多相催化剂的制备及其在有机反应中的应用研究。
这种催化剂的优良性质使得它适用于多种有机反应,特别是在酯化反应、加氢反应以及环氧乙烷改性反应等方面,更是体现了负载路易斯酸多相催化剂的重要作用。
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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。
2)借助固态反应使催化剂得到一定的晶型、晶粒大小、孔隙结构和比表面。
3)提高催化剂的机械强度。
2.沉淀法制备催化剂的原理是什么?金属盐和沉淀剂的选择原则是什么?沉淀法制备催化剂的原理是沉淀反应,金属盐一般首选硝酸盐来提供无机催化剂材料所需的阳离子;金、铂、钯等贵金属不溶于硝酸,但可溶于王水。
沉淀剂的选择原则是:(1)尽可能使用易分解并含易挥发成分的沉淀剂;(2)沉淀便于过滤和洗涤;(3)沉淀剂自身的溶解度要足够大;(4)沉淀物的溶解度应很小;(5)沉淀剂必须无毒,不造成环境污染。
3.沉淀法分为哪几类?沉淀法分为单组份沉淀法、共沉淀法(多组分沉淀法)、均匀沉淀法、超均匀沉淀法、浸渍沉淀法、导晶沉淀法和络合沉淀法。
4.在沉淀反应中,溶液中生成沉淀的首要条件是什么?溶液中生成沉淀的首要条件之一是其浓度超过饱和浓度。
5.生成晶形沉淀和非晶形沉淀的条件是什么?晶形沉淀,沉淀应在适当稀的溶液中进行。
开始沉淀时,沉淀剂应在不断搅拌下均匀而缓慢地加入,以免发生局部过浓现象,这样,沉淀开始时,溶液的过饱和度不致于太大,可使晶核生成的速度降低,有利于晶体长大。
非晶形沉淀,应在含有适当电解质、较浓的热溶液中进行沉淀。
由于电解质的存在,能使胶体颗粒胶凝,又由于溶液较浓,温度较高,离子的水合程度较小。
这样就可以获得比较紧密凝聚的沉淀,而不致于成为胶体溶液。
6.沉淀法制备催化剂过程中,加料方式有哪几种?沉淀法制备催化过程中,加料方式有正加法、逆加法和并加法。
7.沉淀物的后处理过程有哪些?沉淀物的后处理过程有沉淀的老化、过滤洗涤、干燥、焙烧和活化。
8.制备催化剂时,沉淀为何要陈化?陈化阶段的变化(或作用):使小的晶粒进一步长大;晶粒与晶粒之间进一步黏结;使结构稳定。
9.制备催化剂时,干燥和焙烧的目的是什么?干燥是固体物料的脱水过程,通常在60~300℃下的空气中进行,一般对化学结构没有影响,但对物理结构,特别是孔结构及机械强度会产生影响。
焙烧的目的一是通过物料的热分解,除去化学结合水和挥发性物质(CO2、NO2、NH3等),使之转化成所需的化学成分和化学形态。
气体逸出后在催化剂中留下空隙,使内表面增加;二是通过控制焙烧温度,使基体物料向一定晶型或固溶体转变;三是在一定气氛和温度条件下,通过再结晶与烧结过程,控制微晶粒的数目与晶粒大小,从而控制催化剂的孔径和比表面等,控制其初活性,还可以提高机械强度。
10.浸渍法制备催化剂的原理和过程是什么?当多孔载体与溶液接触时,由于表面张力作用而产生的毛细管压力,使溶液进入毛细管内部,然后溶液中的活性组分再在细孔内表面吸附。
当水分蒸发后,活性物质就留在载体表面上,再经干燥和焙烧,活性组分的盐类发生分解,转变成金属或金属氧化物,这样就制得了负载型催化剂。
浸渍过程为干浸渍阶段、湿浸渍阶段和干燥阶段。
11.浸渍法分为哪几类?浸渍法分为过量溶液浸渍法、等体积溶液浸渍法、多次浸渍法、蒸气相浸渍法、流化喷洒浸渍法和浸渍沉淀法。
12. 简述干燥速度对活性组分在载体颗粒中分布的影响。
如果干燥速度太慢,在弯液面上蒸发,弯液面后退到孔的内部,在此过程有些溶质沉积在孔壁,但大部分溶质浓集于孔的深部,最终盐的结晶局限在孔的底部或颗粒的中心。
当干燥速度太快,则有一温度梯度,在孔中深部的蒸发迫使溶液向外部移动,大部分结晶沉积在那里。
13. 制备Pt/ -Al2O3催化剂时,采用什么方法可使Pt更多地分散在载体的孔内,并简述其制备原理?采用竞争吸附的方法来制备,因为氯铂酸吸附很快,其扩散进载体孔内是速率控制步骤,通过将盐酸加入氯铂酸溶液中,利用盐酸与氯铂酸对载体吸附部位的竞争性吸附,从而驱使铂深入颗粒内部,从而达到制备目的催化剂。
14.试分别解释混合法、热熔融法和离子交换法。
混合法是指将几种催化剂组分混合在一起制备多组分催化剂,混合的目的是促进物料间的均匀分布,提高分散度。
热熔融法是指在高温条件下将催化剂的各组分熔融成均匀的混合体,合金固溶体和氧化物固熔体,以制备高活性、高稳定性和高机械强度的催化剂。
离子交换法是指利用离子交换反应作为主要制备工序制得催化剂的方法。
此方法是将活性组分通过离子交换负载到载体上,然后经适当的处理如洗涤、干燥、焙烧等制得催化剂。
15. 请简述Raney镍催化剂的制备方法其过程。
答:制备采用浸取法,其制备过程为:将Ni 与Al制成Ni-Al合金并磨碎,再用碱液(20% NaOH)浸出其中的Al,接着用蒸馏水洗去碱液,最后得到的Raney 镍贮存在蒸馏水中备用。
16.催化剂成型的含义?成型方法有哪几种?成型是指各类粉体、颗粒、溶液或熔融原料在一定外力作用下互相聚集,制成具有一定形状、大小和强度的固体颗粒的单元过程。
成型方法有压片成型、挤条成型、油中成型、喷雾干燥成型和转动成型。
17.如何对催化剂进行评价?答:设计和制备催化剂以后,其性能优劣还要进行催化剂的评价。
评价催化剂是指对适用于某一反应的催化剂进行较全面的考察。
其主要考察的项目有(1)活性:活性组分,助剂,载体,化学结合状态,结构缺陷,有效表面,表面能,孔结构等;(2)选择性:与活性类似;(3)寿命:稳定性,机械强度,耐热性,抗毒性,耐污性,再生性,物理性质:形状,粒径,粒度分布.密度.导热性,成型性。
机械强度,吸水性,流动性等,制备方法:制造设备,制备条件,难易性,重现性,活化条件,保存条件,使用方法:反应装置,催化剂装填方法,反应操作条件,安全程度,腐蚀性,再活化条件,分离回收,格性: 催化剂原料的价格,制备工序,价毒:操作过程中的毒性,废物的毒性. 一般来说,催化剂的活性、选择性和寿命是评价催化剂最重要的指标。
18. 简述催化剂活性评价的目的。
(1)筛选催化剂,评价其优劣;(2)制备参数的优化;(3)确定过程参数,以确定催化剂的最佳操作区域;(4)失活研究;(5)失效催化剂的诊断;(6)催化剂产品质量检验19.表征催化剂可提供的信息有哪些?提供的信息有化学组成和结构、纹理结构及机械性质和催化活性三种最基本信息。
20.一般来说表征催化剂物理结构时主要表征哪些参数?(1)表面积的测定:主要有气体吸附法,射线小角度衍射法,直接测量法。
(2)结构参量测定,有催化剂的密度,催化剂的孔容,孔隙率,孔的简化模型和孔的平均半径等。
(3)催化剂的机械强度(4)催化剂晶粒大小及其分布。
21.请说明常用的测定催化剂表面积的方法,以及实验室常用的方法和特点是什么?测定表面积的方法有:气体吸附法、x射线小角度衍射法、直接测量法等。
实验室常采用吸附法、BET法。
用吸附法时,如果是非孔性样品,则从所得的II型等温线计算比表面;如果是孔性样品,则从所得到的IV型等温线计算比表面。
一般,固体若是具有孔径大小在中等范围的细孔,将得到IV型等温线。
22. 简述活性表面积的测定。
用BET法测定的是催化剂的总表面积。
通常只有其中的一部分才有活性,这部分叫活性表面。
“选择化学吸附”可用来测定活性表面的面积。
从气体吸附量计算活性表面,首先要确定选择化学吸附的计量关系,即每一个吸附分子能覆盖几个活性中心。
对于氢的吸附来说,计量系数一般是2,因为氢分子在吸附时发生解离,而且每个氢原子占据一个金属原子。
表面氢氧滴定也是一种选择吸附测定活性表面积的方法。
先让催化剂吸附氧,然后再吸附氢。
吸附的氢与氧反应生成水。
由消耗的氢按比例推出吸附的氧的量。
从氧的量算出吸附中心数,由此数乘上吸附中心的截面积,即得活性表面积。
23.催化剂的密度分为哪几类?堆密度、颗粒密度、真密度或骨架密度。
24.简述氦-汞法测定比孔容的原理和步骤。
氦气的分子小,可以进入颗粒之间的空隙和颗粒内部的细孔。
将装填慢催化剂颗粒的容器抽真空,然后冲入氦气,根据气体定律和实验时的温度、压力可测算出氦气所占的体积。
它表示了V隙+V孔。
因为汞在常压下汞只能充满颗粒之间的空隙和进入颗粒孔半径大于5×104nm的孔。
实际测定时,取一定堆体积的催化剂扣除催化剂颗粒之间的空隙的体积,即得颗粒密度。
25.测定颗粒大小和分布的方法有哪些?筛分法、淘析法、沉降法、显微镜法和其他方法。
26.催化剂微观结构的表征方法有哪些?催化剂微观结构表征的方法有很多,例如电子显微分析、热分析技术、X射线衍射分析方法、电子能谱分析、程序升温分析技术、红外光谱方法、漫反射紫外-可见光谱方法、拉曼光谱方法、核磁共振及几种方法的联用等。
27. 工业固体催化剂在使用前和使用中会受到的机械应力,它们大致有哪几种?(1)运输过程中的磨损,催化剂颗粒与容器壁接触磨擦所致。
(2)催化剂装入反应器时的碰撞冲击,工业上往下倾倒催化剂可能使它破碎。
(3)由于在活化和再生过程中发生相变而致的催化剂内应力。
(4)由于流体流动,压力降,催化剂床重量和温度的循环变化而致的外应力。