催化剂的课件
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有机小分子催化剂ppt课件
JACS, 2005, 127, 15696.
JACS, 2006, 128, 84.
没有明确的价值取向和人生目标，实 现自我 人生价 值就无 从谈起 。人生 价值就 是人生 目标， 就是人 生责任 。每承 担一次 责任
4.4 手性磷酸—抗衡手性阴离子催化剂
JACS, 2006,
没有明确的价值取向和人生目标，实 现自我 人生价 值就无 从谈起 。人生 价值就 是人生 目标， 就是人 生责任 。每承 担一次 责任
对该类催化剂的研究近年来才得到化学家的重视，并很快有机化学的 热点和前沿，但其渊源可追溯到20世纪70年代。早在1971年Wiechert就 首次报道了L-Proline可以催化分子内不对称羟醛缩合，1974年该反应被 Hajos等优化，ee值高达94%。然而，此后该类型的催化剂没有引起人们 的重视。
没有明确的价值取向和人生目标，实 现自我 人生价 值就无 从谈起 。人生 价值就 是人生 目标， 就是人 生责任 。每承 担一次 责任
6、 金属有机化合物催化剂 6.1 以手性二胺为配体
配体
没有明确的价值取向和人生目标，实 现自我 人生价 值就无 从谈起 。人生 价值就 是人生 目标， 就是人 生责任 。每承 担一次 责任
没有明确的价值取向和人生目标，实 现自我 人生价 值就无 从谈起 。人生 价值就 是人生 目标， 就是人 生责任 。每承 担一次 责任
第一章、简 介
自用1966年第一个手性金属配合物催化剂被成功用于不对称反应至今， 不对称催化研究迄今已有40年的历史。2001年，Nobel化学奖授予了在该 领域做出突出贡献的三位化学家Knowles, Noyori和Sharpless，标志着不 对称催化研究已取得了令人瞩目的成就。
《酸碱催化剂》课件
酸碱催化剂的经济性评价
总结词
经济性是衡量酸碱催化剂在生产成本和使用成本方面的重要指标，涉及到催化剂的制备、回收再利用 等方面。
详细描述
酸碱催化剂的经济性评价主要关注其在生产成本、使用成本以及回收再利用等方面的经济性。经济性 好的酸碱催化剂应该具备较低的生产成本、使用成本，同时在使用后能够方便地回收再利用，降低生 产成本。
详细描述
酸碱催化剂的选择性评价主要关注其在特定反应中能否专一催化某一反应，即产 物与原料的摩尔比值。该值越高，说明催化剂的选择性越好，能够更专一地催化 某一反应。
酸碱催化剂的稳定性评价
总结词
稳定性是衡量酸碱催化剂在多次使用或长时间使用后性能保持不变的能力的重要指标。
详细描述
酸碱催化剂的稳定性评价主要关注其在多次使用或长时间使用后性能的变化情况。通过测定催化剂在不同时间段 的活性数据，可以评估其稳定性。稳定性好的酸碱催化剂能够在多次使用或长时间使用后保持稳定的催化效果。
碱催化的反应条件通常是碱性环境， 有时需要使用碱性溶剂或碱性载体。
酸碱催化的比较
酸催化通常适用于亲电和亲核 反应，而碱催化则更适用于亲
核和亲电子反应。
酸催化通常需要酸性环境，而 碱催化则需要碱性环境。
酸催化通常通过质子化来激活 底物，而碱催化则通过去质子 化来激活底物。
酸催化和碱催化在化学反应中 具有不同的选择性，因此在选 择催化剂时应根据具体反应类 型和目标产物进行选择。
酸碱催化剂的分类
酸催化剂
能够提供质子，包括无机酸、有 机酸和阳离子交换树脂等。
碱催化剂
能够提供电子对，包括无机碱、 有机碱和金属氧化物等。
酸碱催化剂的作用
降低反应活化能
酸碱催化剂可以提供反应所需的 酸性或碱性活性中心，降低反应 的活化能，从而加速反应的进行
催化剂培训材料培训课件PPT工业催化剂制备与使用
– 若晶核长大速率大大超过晶核生成速率，溶液中最 初形成的晶核不是很多，较多的离子以晶核为中心， 依次排列长大而生成颗粒较大的晶型沉淀。
• 对沉淀剂选择有以下要求：
① 尽可能使用易分解并含易挥发成分的沉淀剂
– 常用的沉淀剂有：
• 碱类(NH4OH、NaOH、KOH) • 碳酸盐[(NH4)2CO4、Na2CO4、CO2] • 有机酸(乙酸、草酸)等 • 最常用的是NH4OH和(NH4)2CO4，因为铵盐在洗涤和热处
涤、干燥、粉碎和机 械成型，最后经500℃ 焙烧活化得到 γ-Al2O3。
– 该法生产设备简单、 原料易得且产品质量 稳定。
② 碱中和法
• 将铝盐溶液[Al(NO3)3、AlCl3、 Al2(SO4)3等]用氨水或其它碱 液( NaOH、KOH、NH4OH ) 中和，得到水合氧化铝：
Al3+ + OH－ ==== Al2O3·nH2O↓
易洗涤。
④ 形成沉淀物的溶解度应小些
– 沉淀反应愈完全、原料消耗愈小;
• 对于贵金属尤为重要。
⑤ 无毒
– 不应使催化剂中毒或造成环境污染。
• 对金属盐类选择有以下要求：
– 一般选用硝酸盐的形式提供金属盐，硝酸根易于洗 脱或加热时分解而无残留。
– 而氯化物或硫化物残留在催化剂中，在使用时会呈 现H2S或HCl形式释放出来，致使催化剂中毒。
1、载体选择
• 浸渍法首先要选择合适载体，根据用途可选择 – 粉末状载体 – 成型载体
• 根据反应类型特点选择不同性质的载体
– 外扩散控制
不需比表面较大的载体；
– 内扩散控制
载体孔径不宜过小；
• 阻挡反应物分子进入孔道内部；
• 生成物返回气相受阻。
• 对沉淀剂选择有以下要求：
① 尽可能使用易分解并含易挥发成分的沉淀剂
– 常用的沉淀剂有：
• 碱类(NH4OH、NaOH、KOH) • 碳酸盐[(NH4)2CO4、Na2CO4、CO2] • 有机酸(乙酸、草酸)等 • 最常用的是NH4OH和(NH4)2CO4，因为铵盐在洗涤和热处
涤、干燥、粉碎和机 械成型，最后经500℃ 焙烧活化得到 γ-Al2O3。
– 该法生产设备简单、 原料易得且产品质量 稳定。
② 碱中和法
• 将铝盐溶液[Al(NO3)3、AlCl3、 Al2(SO4)3等]用氨水或其它碱 液( NaOH、KOH、NH4OH ) 中和，得到水合氧化铝：
Al3+ + OH－ ==== Al2O3·nH2O↓
易洗涤。
④ 形成沉淀物的溶解度应小些
– 沉淀反应愈完全、原料消耗愈小;
• 对于贵金属尤为重要。
⑤ 无毒
– 不应使催化剂中毒或造成环境污染。
• 对金属盐类选择有以下要求：
– 一般选用硝酸盐的形式提供金属盐，硝酸根易于洗 脱或加热时分解而无残留。
– 而氯化物或硫化物残留在催化剂中，在使用时会呈 现H2S或HCl形式释放出来，致使催化剂中毒。
1、载体选择
• 浸渍法首先要选择合适载体，根据用途可选择 – 粉末状载体 – 成型载体
• 根据反应类型特点选择不同性质的载体
– 外扩散控制
不需比表面较大的载体；
– 内扩散控制
载体孔径不宜过小；
• 阻挡反应物分子进入孔道内部；
• 生成物返回气相受阻。
催化剂导论PPT课件
3.×，起加速反应作用而又不改变该反应的标
4.
准Gibbs自由焓变化的物质是催化剂。
4. √
5. ×，催化剂参与化学反应过程
6. √
7. √
8. ×，由盐溶液共沉淀法制备氢氧化物时,部
分氢氧化物沉淀的PH可值编辑都课件 大于7
19
二、在下列各题叙述中选择你认为正确的答案
1．下列分子筛中择形性突出的为： D
可编辑课件
7
第五节 离子交换法
1. 分子筛的合成
2. 分子筛的分类
3.
A、X、Y、ZSM-5等
3. Si/Al比与分子筛的稳定性关系
4.
第六节 催化剂成型
5. 压片、挤条、油可编辑中课件 、转动成型
8
第三章 催化剂性能的评价、 测试和表征
1.催化反应动力学研究的意义和作用
催化动力学研究的一个重要目标是为所研 究的催化反应提供数学模型，帮助弄清催 化反应机理。
知道NaY的结晶度）？ （5）你估计图示该工艺中制备NaY的导向剂是何物质？ （6）如何将制得的NaY原粉做成球型催化剂？
可编辑课件
26
答： （1）将水玻璃，硫酸铝，偏铝酸钠按合适比例与一定 量导向剂混合，搅拌使成胶，在一定温度下晶化一定时 间后，过滤洗涤除去硫酸根等，干燥即制得NaY原粉 （2）影响晶化的因素主要是：晶化温度、晶化时间、 原料配比及其碱度。通过单因素实验，正交与均匀设 计实验等，即可确定这些因素的较佳值。 （3）导晶沉淀法 （4）通过X射线粉末衍射即可测定NaY的晶化程度 （5）NaY晶种（P52：化学组成、结构类型与分子 筛相类似的、具有一定粒度的半晶化分子筛）。 （6）成球机成型；胶溶后，油柱成型。
催化剂工程导论
催化剂及其催化作用概述ppt课件
➢ （2）负载型杂多酸固体酸催化剂。
此外，交联型固体酸催化剂（硅锆交联蒙 脱土）
精细化工
合成增塑剂
1邻苯二甲酸二酯（DOP）（由苯酐和 2-乙基己醇合成催化剂为SO2-4/TiO2Al2O3
酯化率可达99%
2己二酸二辛酯（DOA）（PVC优良耐 寒助剂（SO2-4/ZrO2-La2O3）
3蔗糖八乙酯（SO2-4/TiO2）
O
O Al O O C2H5
乙氧基
O Al O OH
高温
O
O
CH2 CH2+H2O+ HO Al O Al O
O-
O
O
HO AlH O Al
O
O
低温
O
C2H5OC2H5
C2H5 C2H5
异丙苯裂解
在B酸中心下进行
CH3 CH CH3 H + H+
HC CH3 + CH3
+ CH3CH CH3
酸性强弱与催化反应关系
➢金属氧化物表面的金属离子是L酸，氧负离 子是L碱。金属离子的电负性越大，则金属离 子的酸性越强。
➢金属氧化物的碱性也可以同电负性相关联, 但由于金属氧化物表面往往含有羟基这时的 酸碱性由M-OH中M-O的键本质决定.若M-O键强, 则解离出H+,显酸性,反之,若M-O键弱,则解离 出OH-,显碱性。
丙烯酸丁酯用于表面涂料，粘合剂，密 封剂，皮革处理剂（ SO4 2- /TiO2）
甲基丙烯酸异丁酯是耐酸耐碱性涂料的 基料SO4 2- /ZrO2-TiO2
L-H模型与E-R模型
L-H（Langmuir-Hinshelwood）
A+B+ S-S
此外，交联型固体酸催化剂（硅锆交联蒙 脱土）
精细化工
合成增塑剂
1邻苯二甲酸二酯（DOP）（由苯酐和 2-乙基己醇合成催化剂为SO2-4/TiO2Al2O3
酯化率可达99%
2己二酸二辛酯（DOA）（PVC优良耐 寒助剂（SO2-4/ZrO2-La2O3）
3蔗糖八乙酯（SO2-4/TiO2）
O
O Al O O C2H5
乙氧基
O Al O OH
高温
O
O
CH2 CH2+H2O+ HO Al O Al O
O-
O
O
HO AlH O Al
O
O
低温
O
C2H5OC2H5
C2H5 C2H5
异丙苯裂解
在B酸中心下进行
CH3 CH CH3 H + H+
HC CH3 + CH3
+ CH3CH CH3
酸性强弱与催化反应关系
➢金属氧化物表面的金属离子是L酸，氧负离 子是L碱。金属离子的电负性越大，则金属离 子的酸性越强。
➢金属氧化物的碱性也可以同电负性相关联, 但由于金属氧化物表面往往含有羟基这时的 酸碱性由M-OH中M-O的键本质决定.若M-O键强, 则解离出H+,显酸性,反之,若M-O键弱,则解离 出OH-,显碱性。
丙烯酸丁酯用于表面涂料，粘合剂，密 封剂，皮革处理剂（ SO4 2- /TiO2）
甲基丙烯酸异丁酯是耐酸耐碱性涂料的 基料SO4 2- /ZrO2-TiO2
L-H模型与E-R模型
L-H（Langmuir-Hinshelwood）
A+B+ S-S
催化剂课件ppt
高比表面积载体
因 具 有 酸 性 或 碱 性 ， 会 影 响 催 化 剂 的 性 能 。 如 SiO2 、 Al2O3、活性炭、分子筛等。
15
常用的载体
低比表面积载体
高比表面积载体
载体 比表面积 （m2/g）
载体
比表面积 （m2/g）
刚玉
0～1
氧化铝
100～200
碳化硅 硅藻土 石棉 耐火砖
<1 2～30 1～16 <1
共催化剂
和主催化剂同时起催化作用的组分
6
固体催化剂的组成
助催化剂
本身没有活性或者活性很小可以忽略，但却能 显著改善催化剂的性能（活性、选择性和稳定 性）。
7
助催化剂的分类及其作用
➢结构型助催化剂 ➢电子(调变)型助催化剂 ➢扩散型助催化剂(致孔剂) ➢毒化型助催化剂
8
结构型助催化剂
提高活性组分的分散度，从而提高其催化活性。 （如合成甲醇Cu-ZnO-Al2O3催化剂中的Al2O3，提高了Cu的 比表面积，从而提高其反应活性。）
25
空速
空速(Space velocity)：单位时间内，单位质量或体积催化剂 所能处理的反应物量。
空速越大，表明催化剂的处理能力越强。 空速的倒数为接触时间 重时空速(weight hourly space velocity, WHSV) 液时空速(liquid hourly space velocity, LHSV) 气时空速(gas hourly space velocity, GHSV)
48
3.1 酸碱催化剂的应用及类型
固体酸碱催化剂的应用
已在石油化工、石油炼制生产过程中得到广泛应用。正 逐步取代目前工业常用的硫酸、盐酸、氢氟酸等液体酸催 化剂。实例 固体碱催化剂在工业中的应用较少，有待进一步加强。
因 具 有 酸 性 或 碱 性 ， 会 影 响 催 化 剂 的 性 能 。 如 SiO2 、 Al2O3、活性炭、分子筛等。
15
常用的载体
低比表面积载体
高比表面积载体
载体 比表面积 （m2/g）
载体
比表面积 （m2/g）
刚玉
0～1
氧化铝
100～200
碳化硅 硅藻土 石棉 耐火砖
<1 2～30 1～16 <1
共催化剂
和主催化剂同时起催化作用的组分
6
固体催化剂的组成
助催化剂
本身没有活性或者活性很小可以忽略，但却能 显著改善催化剂的性能（活性、选择性和稳定 性）。
7
助催化剂的分类及其作用
➢结构型助催化剂 ➢电子(调变)型助催化剂 ➢扩散型助催化剂(致孔剂) ➢毒化型助催化剂
8
结构型助催化剂
提高活性组分的分散度，从而提高其催化活性。 （如合成甲醇Cu-ZnO-Al2O3催化剂中的Al2O3，提高了Cu的 比表面积，从而提高其反应活性。）
25
空速
空速(Space velocity)：单位时间内，单位质量或体积催化剂 所能处理的反应物量。
空速越大，表明催化剂的处理能力越强。 空速的倒数为接触时间 重时空速(weight hourly space velocity, WHSV) 液时空速(liquid hourly space velocity, LHSV) 气时空速(gas hourly space velocity, GHSV)
48
3.1 酸碱催化剂的应用及类型
固体酸碱催化剂的应用
已在石油化工、石油炼制生产过程中得到广泛应用。正 逐步取代目前工业常用的硫酸、盐酸、氢氟酸等液体酸催 化剂。实例 固体碱催化剂在工业中的应用较少，有待进一步加强。
《催化作用原理》课件
要点二
详细描述
智能催化与人工酶是未来催化科学与技术的重要发展方向 。通过结合智能技术和生物酶的催化机制，设计具有优异 性能的智能催化剂和人工酶。这将有助于解决一些传统催 化方法难以解决的问题，提高催化反应的效率和选择性。
感谢您的观看
THANKS
详细描述
通过建立动力学模型，可以定量描述反应速 率与反应物浓度、温度等参数之间的关系。 这有助于优化反应条件，提高催化效率。
总结词
反应机理研究方法是探索催化反应如何 发生的重要手段，对于催化剂设计和性
能改进具有指导意义。
详细描述
常用的反应机理研究方法包括同位素示踪法、中间体捕获和红外光谱等。这些方法有助于揭示反应过程中的关键 步骤和中间产物，为催化剂的优化提供理论支持。
催化剂的选择性
总结词
催化剂的选择性是指催化剂对反应物转化为目标产物的选择性，即目标产物在所有产物 中的比例。
详细描述
催化剂的选择性对工业催化过程至关重要，可以提高目标产物的产率和纯度，降低副产 物的生成。影响催化剂选择性的因素包括催化剂的组成、结构、表面性质以及反应条件
等。
催化剂失活与再生
总结词
化工生产中的催化过程
乙烯的合成
通过催化剂的作用，将乙醇转化 为乙烯，是化工生产中重要的原
料。
丙烯腈的合成
通过催化剂的作用，将丙烯和氨转 化为丙烯腈，是重要的合成材料。
苯酚的合成
通过催化剂的作用，将苯和甲醛转 化为苯酚，是重要的化工原料。
环境治理中的催化过程
汽车尾气的催化转化
通过催化剂的作用，将汽车尾气中的有害物质转化为无害物质， 降低空气污染。
03
催化剂的活性与选择性
催化剂的活性
催化剂PPT授课课件
(2)测量小车从A点出发到达B点所花费的时间，如果 过了B点才停止计时，所测AB段 的平均速度vAB会偏__小__。
基础巩固练
【点拨】由题图可知，小球从 D 点运动到 F 点的路程 s＝ 12.50 cm－4.50 cm＝8.00 cm＝0.08 m，时间 t＝2×0.2 s＝ 0.4 s，速度 v＝st＝00.0.48 sm＝0.2 m/s。
使带火星木条复 化氢的分解速率
燃的气体
Ⅱ.向B试管中
红砖粉末的___质__量___
重新加入5%的 ①又产生大量能 和_化__学__性__质___ 在反应
过氧化氢溶液，使带火星木条复 前后均没有发生变化，
反应停止后过 燃的气体
能作过氧化氢分解的
滤、洗涤、干 ②滤渣质量为a g 催化剂
燥、称量滤渣
HK版 八年级上
【答案】8.00；0.2
能力提升练
10．[中考·江苏泰州]如图是“研究气泡的运动规律”实验 装置。
(1)实验时所用的测量工具是刻度尺和___秒__表___。 (2)要正确判断气泡是否做匀速直线运动，需要对气泡
运动时的相关物理量进行测量，为便于测量，就使 气泡在管内运动得较___慢_____(填“快”或“慢”)，气泡 的运动如果是匀速直线运动，收集到的数据特点是运动的 路程和时间成____正____比。
2. 太空舱利用NiFe2O4将航天员呼出的CO2转化为O2，
而NiFe2O4的质量和化学性质在反应前后都不变。则
NiFe2O4在该过程中是( D )
A. 反应物
B. 生成物
C. 消毒剂
D. 催化剂
3. 【2020•东莞】实验室用过氧化氢制氧气的实验中， 应加入少量二氧化锰。下列说法中正确的是( D ) A. 只有二氧化锰能作过氧化氢分解的催化剂 B. 二氧化锰只能作过氧化氢分解的催化剂 C. 加入二氧化锰可以增加过氧化氢分解产生氧气 的质量 D. 二氧化锰能加快过氧化氢分解
基础巩固练
【点拨】由题图可知，小球从 D 点运动到 F 点的路程 s＝ 12.50 cm－4.50 cm＝8.00 cm＝0.08 m，时间 t＝2×0.2 s＝ 0.4 s，速度 v＝st＝00.0.48 sm＝0.2 m/s。
使带火星木条复 化氢的分解速率
燃的气体
Ⅱ.向B试管中
红砖粉末的___质__量___
重新加入5%的 ①又产生大量能 和_化__学__性__质___ 在反应
过氧化氢溶液，使带火星木条复 前后均没有发生变化，
反应停止后过 燃的气体
能作过氧化氢分解的
滤、洗涤、干 ②滤渣质量为a g 催化剂
燥、称量滤渣
HK版 八年级上
【答案】8.00；0.2
能力提升练
10．[中考·江苏泰州]如图是“研究气泡的运动规律”实验 装置。
(1)实验时所用的测量工具是刻度尺和___秒__表___。 (2)要正确判断气泡是否做匀速直线运动，需要对气泡
运动时的相关物理量进行测量，为便于测量，就使 气泡在管内运动得较___慢_____(填“快”或“慢”)，气泡 的运动如果是匀速直线运动，收集到的数据特点是运动的 路程和时间成____正____比。
2. 太空舱利用NiFe2O4将航天员呼出的CO2转化为O2，
而NiFe2O4的质量和化学性质在反应前后都不变。则
NiFe2O4在该过程中是( D )
A. 反应物
B. 生成物
C. 消毒剂
D. 催化剂
3. 【2020•东莞】实验室用过氧化氢制氧气的实验中， 应加入少量二氧化锰。下列说法中正确的是( D ) A. 只有二氧化锰能作过氧化氢分解的催化剂 B. 二氧化锰只能作过氧化氢分解的催化剂 C. 加入二氧化锰可以增加过氧化氢分解产生氧气 的质量 D. 二氧化锰能加快过氧化氢分解
催化作用与催化剂PPT课件
• 载体有天然的和人工合成的，可划分为低比表 面和高比表面两大类。
• 载体关系到催化剂的活性、选择性、热稳定性、 机械强度，也关系到催化过程的传质特性。
载体的功能
1、提供有效的表面和合适的孔结构； 2、增强催化剂的机械强度； 3、改善催化剂的热稳定性； 4、减少活性组分的含量； 5、提供附加的活性中心； 6、与活性组分之间的溢流现象和强相互作
反应物
催化剂对反应具有选择性
-实例
催化剂及反应条件
产物
CO+H2
Rh/Pt/SiO2，573K，7×105Pa Cu-Zn-O,Zn-Cr-O,573K, 1.0133×107～ 2.0266×107Pa
Rh络合物,473～573K, 5.0665×107～ 3.0399×108Pa
Cu,Zn,493K, 3×106Pa
合成氨的反应中，铁系催化剂可以单独作为主催化 剂，已成功工业化数十年，近年的研究证明，使用 Mo-Fe合金更好，合金中Mo含量在80%时其活性比 单独的Fe或Mo都高，这里Mo就是主催化剂，而Fe反 倒成了共催化剂
助催化剂(promoter)
• 助催化剂是加到催化剂中的少量物质 （<5~10%) ，是催化剂的辅助成分，本身没有 催化活性或活性很小。
本章主要内容
1
催化作用的定义
2
催化作用的特征
3
催化剂的组成
催化剂分类 4
催化剂的反应性性能及对工业催
5
化剂的要求
1
催化作用的定义
Catalysis: 1835~1836年，瑞典学者J.J.Berzelius提出，“cata” 意思是“down”,而“lysis”为动词，意思是分裂或者破坏，当时认 为:“一种催化剂是破坏阻碍化学反应进行的正常力。
• 载体关系到催化剂的活性、选择性、热稳定性、 机械强度，也关系到催化过程的传质特性。
载体的功能
1、提供有效的表面和合适的孔结构； 2、增强催化剂的机械强度； 3、改善催化剂的热稳定性； 4、减少活性组分的含量； 5、提供附加的活性中心； 6、与活性组分之间的溢流现象和强相互作
反应物
催化剂对反应具有选择性
-实例
催化剂及反应条件
产物
CO+H2
Rh/Pt/SiO2，573K，7×105Pa Cu-Zn-O,Zn-Cr-O,573K, 1.0133×107～ 2.0266×107Pa
Rh络合物,473～573K, 5.0665×107～ 3.0399×108Pa
Cu,Zn,493K, 3×106Pa
合成氨的反应中，铁系催化剂可以单独作为主催化 剂，已成功工业化数十年，近年的研究证明，使用 Mo-Fe合金更好，合金中Mo含量在80%时其活性比 单独的Fe或Mo都高，这里Mo就是主催化剂，而Fe反 倒成了共催化剂
助催化剂(promoter)
• 助催化剂是加到催化剂中的少量物质 （<5~10%) ，是催化剂的辅助成分，本身没有 催化活性或活性很小。
本章主要内容
1
催化作用的定义
2
催化作用的特征
3
催化剂的组成
催化剂分类 4
催化剂的反应性性能及对工业催
5
化剂的要求
1
催化作用的定义
Catalysis: 1835~1836年，瑞典学者J.J.Berzelius提出，“cata” 意思是“down”,而“lysis”为动词，意思是分裂或者破坏，当时认 为:“一种催化剂是破坏阻碍化学反应进行的正常力。
有机合成相转移催化剂课件ppt
n-C12H25Cl 91%
但是，若底物的反应活性低时，应避免使用CH2Cl2，否则CH2Cl2可能和 底物竞争参加反应；如例4；若Nu－具有强碱性时，应避免使用CHCl3，否则 会生成活泼的二氯卡宾（二氯碳烯）（参见本节四2）；
例4：
OH
CH2Cl2 +
NaOH/H2O R4N+Cl-
H2 OC O
四、应用： 1. 中性条件下的PTC反应： （1）亲核取代反应：
这类反应特别适合于用PTC反应进行，是PTC反应研究最多的一种； 如例1－3。
（2）氧化反应：
例5： KMnO4/C6H6/H2O
CH3(CH2)7CH=CH2 (n-C8H17)3N+CH3 . Cl- CH3(CH2)7COOH + HCO2H
91%
例6：
KMnO4/C6H6
O
二环己烷－18－C－6 H3C C
有机相相溶，使得无机盐和有机物的反应可在均相中进行；
另外，使用偶极极性非质子溶剂，还可避免阴离子在质子性溶剂中的溶
剂化而引起的亲核性降低；如：
O
O
H C N(CH3)2
H C N(CH3)2
Oδ- δ+ H C N(CH3)2
位阻大
δ+
H(R)
NU H O
位阻小
（2）使用相转移催化剂（Q+ X－）：以RX和NaCN反应生成RCN为例说明相 转移催化原理；
88% OCH3
4. 酸性条件下PTC反应：
δ+ δ-
R4N+ . X - + H-Y
（亲水）
R4N+ . X - H-Y （亲油）
例21：
催化剂PPT课件
1．主催化剂 主催化剂又称为活性组分，它是多元催化剂的主体， 是必备的组分，没有它就缺乏所需的催化作用。
V2O5是SCR商用催化剂中最主要的活性组分。钒的 负载量可能不尽相同，在SCR系统中负载量不能太 大，这主要是因为V2O5也能将SO2氧化成SO3，这 对SCR反应是不利的。
2．助催化剂 助催化剂是加入催化剂中的少量物质，这种物质本 身没有活性或活性很小，但却能显著地改善催化剂 的效能，包括催化剂活性、选择性和稳定性等。
采用的一种再生方法。通过将催化剂孔隙中的 含碳沉积物氧化为CO和CO2除去，即可恢复催 化活性。影响烧炭反应的主要因素是氧分压。 当催化剂上积炭量一定时，烧炭的最高温升取 决于输入氧的浓度。烧炭的初始阶段宜采用低 浓度氧气，其后才能逐渐将其浓度提高到一定 的范围。
（2）补充组分法 对于那些因组分流失而失活的催化剂，最适宜
2.加装备用层催化剂。大部分的燃煤电厂脱硝SCR 系统都设计成多层催化剂，多层催化剂在催化剂的 寿命管理和系统性能表现方便更具有灵活性。即便 单层催化剂便能够达到初始的性能要求，反应器的 设计也应考虑至少具备一层附加层。
3.在机组停运检修时，须防止雨水或锅炉冲洗水等 湿气进入催化剂，一般保持脱硝反应器内湿度低于 70%，当湿度较大时，建议在反应器内通入干燥的 压缩空气或放入干燥剂，也可以在反应器下部安装 除湿机，保持反应器内的干燥环境，避免催化剂活 性降低。
（3）机械稳定性：固体催化剂抵抗气流产生的冲击力、摩 擦力、承受上层催化剂的质量负荷的作用、温度变化作用 及变应力作用的能。
（4）化学稳定性：指催化剂能保持稳定的化学组成和化合 状态的性能。
工业催化剂的使用寿命：是指在给定的设计操作条件下， 催化剂能满足工艺设计指标活性的持续时间(总寿命)。
催化剂种类介绍ppt课件
6
生物催化
• 酶是生物催化剂，是植物、动物和微生物 产生的具有催化能力的有机物（绝大多数 的蛋白质。但少量RNA也具有生物催化功 能），旧称酵素。酶的催化作用同样具有 选择性。例如，淀粉。酶催化淀粉水解为 糊精和麦芽糖，蛋白酶பைடு நூலகம்化蛋白质水解成 肽等。活的生物体利用它们来加速体内的 化学反应。
7
2
均相催化 （Homogeneous catalysis）
• 催化剂和反应物同处于一相，没有相界存 在而进行的反应，称为均相催化作用，能 起均相催化作用的催化剂为均相催化剂。 均相催化剂包括液体酸、碱催化剂和色可 赛思固体酸和碱性催化剂。溶性过渡金属 化合物(盐类和络合物)等。均相催化剂以 分子或离子独立起作用，活性中心均一， 具有高活性和高选择性。
催化剂种类介绍
1
主要分类
• 按状态可分为液体催化剂和固体催化剂; • 按反应体系的相态分为均相催化剂和多相催化剂。
均相催化剂有酸、碱、可溶性过渡金属化合物和 过氧化物催化剂 ；多相催化剂有固体酸催化剂、 有机碱催化剂、金属催化剂、金属氧化物催化剂、 络合物催化剂、稀土催化剂、分子筛催化剂、生 物催化剂、纳米催化剂等。 • 按照反应类型又分为聚合、缩聚、酯化、缩醛化、 加氢、脱氢、氧化、还原、烷基化、异构化等催 化剂 。 • 按照作用大小还分为主催化剂和助催化剂。
3
碱催化反应机理 以丙酮溴化反应为例： 丙酮先与碱作用，生成烯醇负离子及碱 的共轭酸；碳负离子与溴生成产物：
4
• 酸催化反应机理 以丙酮在酸性水溶液中卤 化为例，其反应机理为：
即先形成碳鎓离子，而后立刻转化成 烯醇，并迅速与卤素发生反应。
5
多相催化 （Heterogeneous catalysis）
生物催化
• 酶是生物催化剂，是植物、动物和微生物 产生的具有催化能力的有机物（绝大多数 的蛋白质。但少量RNA也具有生物催化功 能），旧称酵素。酶的催化作用同样具有 选择性。例如，淀粉。酶催化淀粉水解为 糊精和麦芽糖，蛋白酶பைடு நூலகம்化蛋白质水解成 肽等。活的生物体利用它们来加速体内的 化学反应。
7
2
均相催化 （Homogeneous catalysis）
• 催化剂和反应物同处于一相，没有相界存 在而进行的反应，称为均相催化作用，能 起均相催化作用的催化剂为均相催化剂。 均相催化剂包括液体酸、碱催化剂和色可 赛思固体酸和碱性催化剂。溶性过渡金属 化合物(盐类和络合物)等。均相催化剂以 分子或离子独立起作用，活性中心均一， 具有高活性和高选择性。
催化剂种类介绍
1
主要分类
• 按状态可分为液体催化剂和固体催化剂; • 按反应体系的相态分为均相催化剂和多相催化剂。
均相催化剂有酸、碱、可溶性过渡金属化合物和 过氧化物催化剂 ；多相催化剂有固体酸催化剂、 有机碱催化剂、金属催化剂、金属氧化物催化剂、 络合物催化剂、稀土催化剂、分子筛催化剂、生 物催化剂、纳米催化剂等。 • 按照反应类型又分为聚合、缩聚、酯化、缩醛化、 加氢、脱氢、氧化、还原、烷基化、异构化等催 化剂 。 • 按照作用大小还分为主催化剂和助催化剂。
3
碱催化反应机理 以丙酮溴化反应为例： 丙酮先与碱作用，生成烯醇负离子及碱 的共轭酸；碳负离子与溴生成产物：
4
• 酸催化反应机理 以丙酮在酸性水溶液中卤 化为例，其反应机理为：
即先形成碳鎓离子，而后立刻转化成 烯醇，并迅速与卤素发生反应。
5
多相催化 （Heterogeneous catalysis）
《催化剂工程》课件
选择性高：能够选择性地催化特定反应，提高产品纯度
耐高温、高压：能够在高温、高压环境下稳定工作
活性高：能够快速反应，提高生产效率
稳定性好：在反应过程中不易分解或失效
确定目标反应：明确需要催化的反应类型和反应条件
筛选催化剂：选择合适的催化剂材料和结构
优化催化剂性能：通过实验和计算优化催化剂的活性、选择性和稳定性
能源领域：用于燃料电池、太阳能电池等过程
环境保护：用于废气、废水处理等过程
化学工业：用于合成氨、合成树脂等过程
均相催化剂：如Fenton催化剂，用于废水处理
复合催化剂：如Fenton-光催化剂，用于废水和空气净化
性质：具有较高的活性和选择性，稳定性好，易于回收和再生。
非均相催化剂：如光催化剂，用于空气净化
均相催化：催化剂与反应物质处于相同的浓度
非均相催化：催化剂与反应物质处于不同的浓度
光催化剂：在光照条件下，催化剂与反应物质发生反应
复合催化剂：由两种或两种以上催化剂组成的复合催化剂
生物催化剂：利用生物酶等生物物质作为催化剂
液体催化剂的性质：流动性好，易于运输和储存，反应速度快，效率高。
酶：生物催化剂的一种，具有高效性和特异性
单击添加标题
单击添加标题
单击添加标题
设计原则：高效、稳定、环保
设计方法：理论计算、实验验证、优化调整
设计步骤：确定反应条件、选择催化剂、优化反应参数
开发流程：实验室研究、中试放大、工业化生产
应用领域：石油化工、精细化工、环保等领域
经济性：成本低，易于生产、运输和使用
环保性：无毒、无污染，符合环保要求
工业应用：将优化后的催化剂应用于实际生产中，并进行性能评估和优化
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耐高温、高压：能够在高温、高压环境下稳定工作
活性高：能够快速反应，提高生产效率
稳定性好：在反应过程中不易分解或失效
确定目标反应：明确需要催化的反应类型和反应条件
筛选催化剂：选择合适的催化剂材料和结构
优化催化剂性能：通过实验和计算优化催化剂的活性、选择性和稳定性
能源领域：用于燃料电池、太阳能电池等过程
环境保护：用于废气、废水处理等过程
化学工业：用于合成氨、合成树脂等过程
均相催化剂：如Fenton催化剂，用于废水处理
复合催化剂：如Fenton-光催化剂，用于废水和空气净化
性质：具有较高的活性和选择性，稳定性好，易于回收和再生。
非均相催化剂：如光催化剂，用于空气净化
均相催化：催化剂与反应物质处于相同的浓度
非均相催化：催化剂与反应物质处于不同的浓度
光催化剂：在光照条件下，催化剂与反应物质发生反应
复合催化剂：由两种或两种以上催化剂组成的复合催化剂
生物催化剂：利用生物酶等生物物质作为催化剂
液体催化剂的性质：流动性好，易于运输和储存，反应速度快，效率高。
酶：生物催化剂的一种，具有高效性和特异性
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设计原则：高效、稳定、环保
设计方法：理论计算、实验验证、优化调整
设计步骤：确定反应条件、选择催化剂、优化反应参数
开发流程：实验室研究、中试放大、工业化生产
应用领域：石油化工、精细化工、环保等领域
经济性：成本低，易于生产、运输和使用
环保性：无毒、无污染，符合环保要求
工业应用：将优化后的催化剂应用于实际生产中，并进行性能评估和优化
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《催化剂的活化》课件
在石油工业中，催化剂的失活和 再生广泛应用于石油裂化、重整 等反应中。
环保领域
在处理工业废气和废水的过程中 ，催化剂的失活和再生有助于提 高处理效率和降低成本。
汽车尾气处理
汽车尾气处理装置中的催化剂需 要定期再生，以保证其催化效果 和延长使用寿命。
06
未来催化剂的发展趋势与展望
高性能新型催化剂的开发
《催化剂的活化》ppt课件
目录 CONTENTS
• 催化剂活化的定义与重要性 • 催化剂的种类与特性 • 催化剂的活化方法 • 催化剂的活性评价 • 催化剂的失活与再生 • 未来催化剂的发展趋势与展望
01
催化剂活化的定义与重要性
催化剂活化的定义
01
催化剂活化是指通过物理或化学方法使催化剂由非 活性状态转变为
催化剂中毒
催化剂因接触到的物质而失去活性，通常是 由于化学吸附造成的。
催化剂烧结
在高温下，催化剂的晶粒会变大，导致比表 面积减小，降低催化活性。
催化剂积碳
催化剂表面上的碳沉积会覆盖活性位点，降 低催化活性。
热稳定性不足
催化剂在高温下分解或发生相变，导致失去 活性。
详细描述
绿色环保型催化剂旨在减少或消除生产过程中的环境 污染，通过开发低毒或无毒的催化剂、废弃物处理和 资源化利用等技术，实现绿色可持续发展。
催化剂在新能源领域的应用
要点一
总结词
要点二
详细描述
随着新能源产业的快速发展，催化剂在新能源领域的应用 前景广阔。
新能源领域如燃料电池、太阳能电池和锂电池等需要高性 能的催化剂来提高能源转换效率和稳定性。通过研究新型 催化剂，可以促进新能源技术的进步和商业化应用。
03 催化剂活化可以控制反应路径和产物分布，实现 绿色化学反应和可持续发展。
《催化剂工程》课件
总结词
催化剂工程在现代化学工业中具有重要意义，它能够降低能耗、减少废弃物排放、提高产品质量和经济效益。
详细描述
催化剂工程在现代化学工业中扮演着至关重要的角色。通过研究和开发高效的催化剂，可以降低化学反应的能耗 ，减少废弃物排放，提高产品质量和经济效益。在石油化工、制药、环保等领域，催化剂工程的应用已经取得了 显著的成果。
微乳液法
总结词
一种基于微小液滴的催化剂制备方法
详细描述
微乳液法是将两种互不相溶的溶剂在表面活 性剂的作用下形成微小液滴，并在微小液滴 中制备出催化剂的方法。该方法能够制备出 具有高比表面积、高活性的催化剂，适用于
制备纳米尺度的催化剂。
03 催化剂的表征技术
物理表征技术
扫描电子显微镜（SEM）
观察催化剂的表面形貌和微观结构。
催化剂是一种能够改变反应速率但不改变反应总吉布斯自由能的物质。它可以加速化学 反应的速率，提高产物的选择性。根据性质和用途的不同，催化剂可以分为均相催化剂 和多相催化剂。均相催化剂通常为液态或气态，与反应物处于同一相态；而多相催化剂
则由固态载体和活性组分组成，与反应物处于不同的相态。
催化剂工程的重要性
05 催化剂的未来发展
高性能催化剂的研发
总结词
随着工业生产对催化剂性能要求的不断提高，高性能 催化剂的研发成为未来的重要方向。
详细描述
高性能催化剂的研发主要集中在提高催化剂的活性、 选择性、稳定性和降低成本等方面。通过改进催化剂 的制备工艺、优化活性组分的结构、探索新型载体材 料等方法，可以进一步提高催化剂的性能。
绿色催化剂的研发
要点一
总结词
随着环保意识的日益增强，绿色催化剂的研发成为未来的 重要趋势。
催化剂工程在现代化学工业中具有重要意义，它能够降低能耗、减少废弃物排放、提高产品质量和经济效益。
详细描述
催化剂工程在现代化学工业中扮演着至关重要的角色。通过研究和开发高效的催化剂，可以降低化学反应的能耗 ，减少废弃物排放，提高产品质量和经济效益。在石油化工、制药、环保等领域，催化剂工程的应用已经取得了 显著的成果。
微乳液法
总结词
一种基于微小液滴的催化剂制备方法
详细描述
微乳液法是将两种互不相溶的溶剂在表面活 性剂的作用下形成微小液滴，并在微小液滴 中制备出催化剂的方法。该方法能够制备出 具有高比表面积、高活性的催化剂，适用于
制备纳米尺度的催化剂。
03 催化剂的表征技术
物理表征技术
扫描电子显微镜（SEM）
观察催化剂的表面形貌和微观结构。
催化剂是一种能够改变反应速率但不改变反应总吉布斯自由能的物质。它可以加速化学 反应的速率，提高产物的选择性。根据性质和用途的不同，催化剂可以分为均相催化剂 和多相催化剂。均相催化剂通常为液态或气态，与反应物处于同一相态；而多相催化剂
则由固态载体和活性组分组成，与反应物处于不同的相态。
催化剂工程的重要性
05 催化剂的未来发展
高性能催化剂的研发
总结词
随着工业生产对催化剂性能要求的不断提高，高性能 催化剂的研发成为未来的重要方向。
详细描述
高性能催化剂的研发主要集中在提高催化剂的活性、 选择性、稳定性和降低成本等方面。通过改进催化剂 的制备工艺、优化活性组分的结构、探索新型载体材 料等方法，可以进一步提高催化剂的性能。
绿色催化剂的研发
要点一
总结词
随着环保意识的日益增强，绿色催化剂的研发成为未来的 重要趋势。
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浙江2019年4月选考30题探究水的性质 对热力学上认为在给定条件下实际不能 发生的反应，加入催化剂也是徒劳的
问题1：催化剂到底参不参与化学反应？
资料:H2O2在MnO2存在时，分解速率明显加快，研究 表明反应中出现了Mn2+。
MnO2 + H2O2 + 2H+ = Mn2+ + O2↑ + 2H2O Mn2+被 H2O2 氧化成 MnO2 H2O2 + Mn2+ = MnO2+ 2H+
A．反应进行一段时间后甲醇的转化率下降，可能的原因 是催化剂失活，工业生产中需定期更换催化剂 B．使用Cat.2反应2h后乙烯和丙烯的选择性下降，可能 的原因是生成副产物二甲醚
图1 构建关于解决催化剂误区的思维模型
下列说法错误的是
C．使用Cat.1产生的烯烃主要为丙烯，使用Cat.2产生 的烯烃主要为乙烯 D．不管使用Cat.1还是使用Cat.2，都能提高活化分子 的百分数
2Fe＋3H2O＋N2＝Fe2O3＋2NH3。 阴极电极反应：N2+6e-+6H2O=2NH3+6OH-
问题3：催化剂会提高目标产物的产率吗？
1.丙烯腈（CH2=CHCN）是一种重要的化工原料，工业上 可用“丙烯氨氧化法”生产，以丙烯、氨、氧气为原料，
在催化剂存在下生成丙烯腈（C3H3N）的热化学方程式如下：
2ClO3ˉ＋2Clˉ＋4H+ = 2ClO2↑＋Cl2↑＋2H2O
考题再现
2.（17年11月浙江选考30题节选）科学家发现，以H2O 和N2为原料，熔融NaOH－KOH为电解质，纳米Fe2O3作 催化剂，在250℃和常压下可实现电化学合成NH3。阴 极区发生的变化可视为按两步进行，请补充完整。 电极反应式：_F_e_2_O_3+_6_e_-_+_3_H_2_O_=_2_F_e_+_6_O_H_-___ 和
（3）：已知2O3（g）= 3O2（g） △H =284.2kJ/mol, 请画出无催化剂时“能量～反应过程”示意图的关系。
（4）再画出有催化剂时 “能量～反应过程”示意图的关系。
生成物3molO2(g) 反应物2molO3(g)
资料卡 温度、活化能与速率的关系
阿仑尼乌斯公式：k=Ae-Ea/(RT)
用建模思想解决催化剂 认识误区问题
浙江选考加试题中有关催化剂的考点
考查的题目
考查催化剂的内容
浙江2017年11月选考30题高压液态十 催化剂与活化能的关系，催化剂参与反
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
氢萘催化加氢
应的方程式的书写
浙江2018年4月选考30题乙酸乙酯的制 硫酸做催化剂及催化剂的活性、选择性 备
浙江2018年11月选考30题合成氨工业 Fe作催化剂的反应历程 铁做催化剂
②在上图中分别画出反应i在无催化剂、有Cat.1、有 Cat.2三种情况下“反应过程——能量”示意图
A．催化剂活性降低 B.平衡常数变大 C．副反应增多 D.反应活化能增大
催化剂误区二：对催化剂的选择性与化学反应 关联的认识不到位。
催化剂对于竞争反应的选择性不同，导致生 成的产物不同，影响反应的产率。
②在上图中分别画出反应i在无催化剂、有Cat.1、有Cat.2三种 情况下“反应过程——能量”示意图 ①下列说法是否正确？
以丙烯、氨、氧气为原料，在催化剂存在下生成
丙烯腈（C3H3N）和副产物丙烯醛（C3H4O）的热化学方 程式如下：
① C3H6(g)+NH3(g)+ O2(g) △H=-515kJ/mol
C3H3N(g)+3H2O(g）
② C3H6(g)+ O2(g) C3H4O(g)+H2O(g) △H=-353kJ/mol
O2+O NO2 2NO+O2 3O2
(2)该反应中，NO所起的作用是什么？
问题2：催化剂如何影响化学反应速率？
1.汽车或飞机行驶速度越高，单位时间内燃料燃烧速
度越快，产生温度越高，越可能达到N2与O2反应的条件 ，生成NO在空气中部分被氧化成NO2，用NOx可以表示空 气中氮氧化物。NOx对平流层O3浓度减少，形成臭氧空 洞。
C3H6(g)+NH3(g)+ O2(g)
C3H3N(g)+3H2O(g）
△H=-515kJ/mol
（1）有利于提高丙烯腈平衡产率的反应条件可能有 哪些？
（2）加入催化剂可以提高此反应的平衡产率吗？
问题3：催化剂会提高目标产物的产率吗？
1. 丙烯腈（CH2=CHCN）是一种重要的化工原料，工业上 可用“丙烯氨氧化法”生产，回答下列问题：
① C3H6(g)+NH3(g)+ O2(g) C3H3N(g)+3H2O(g） △H=-515kJ/mol ② C3H6(g)+ O2(g) C3H4O(g)+H2O(g) △H=-353kJ/mol （4）图为丙烯腈产率与反应温度的关系 曲线，最高产率对应温度为460OC．高于
460OC时，丙烯腈产率降低的可能原因是（A.C）
1.汽车或飞机行驶速度越高，单位时间内燃料燃烧速度
越快，产生温度越高，越可能达到N2与O2反应的条件， 生成NO在空气中部分被氧化成NO2，用NOx可以表示空气 中氮氧化物。NOx对平流层O3浓度减少，形成臭氧空洞的 机理可以用如下图示解释：
(1)请书写每一步反应方程式及总反应方程式。
O3 NO+O 2NO2 2O3
考题再现
1.（2017年4月浙江选考31题节选） 2ClO3ˉ＋H2O2＋ 2H+= 2ClO2↑＋O2↑＋2H2O，Cl-存在时会催化 ClO2的生成。反应开始时在三颈烧瓶中加入少量盐酸， ClO2的生成速率大大提高，并产生微量氯气。该过程可 能经两步反应完成，将其补充完整：①________(用离子 方程式表示)，②H2O2＋Cl2=2Clˉ＋O2＋2H+。
其中：k是速率常数，k 越大，速率越大； A，R都是常数，Ea是活化能，T是热力学温度。
活化能越小，速率越大
催化剂认识误区一：对催化剂在反应中机理认识 不充分
催化剂是一类能改变速率但自身的组成和质量在
反应前后不发生改变的物质。它之所以可以改变速率的
原因是因为它参与了化学反应，改变了反应的历程，降
低了活化能。
（3）提高丙烯腈反应选择性的关键因素是什么？
1. 丙烯腈（CH2=CHCN）是一种重要的化工原料，工业上 可用“丙烯氨氧化法”生产，主要副产物有丙烯醛 （CH2=CHCHO）和乙腈(CH3CN)等，回答下列问题：
以丙烯、氨、氧气为原料，在催化剂存在下生成
丙烯腈（C3H3N）和副产物丙烯醛（C3H4O）的热化学方 程式如下：