工业催化总复习题-2015分析解析

广州大学《工业催化》复习题
1、描述工业催化剂的主要指标有哪些？
2、多相催化的主要步骤有哪些，其中最关键的步骤是什么？
3、在浸渍法制备负载贵金属催化剂时，由于贵金属含量低，易导致贵金属在载体上分布不均匀，欲得到贵金属均匀分布的催化剂，可采用什么办法，为什么？
4、一氧化碳在过渡金属催化剂上发生化学吸附而被活化，请根据化学键的相关理论，分析一氧化碳与过渡金属相互作用而被活化的过程。

5、欲采用浸渍法制备Pt含量仅为0.1%的Pt/Al2O3催化剂。

但反应物料中有使催化剂中毒的含硫化合物，拟将金属Pt引入到载体的内部，组装成埋藏型的催化剂。

请问，该设计有何优点？请提出该催化剂的制备方案。

6、请分析合成氨催化剂Fe-Al2O3-K2O中Al2O3的作用，为何选用Al2O3为助剂？
7、比较Fe-Al2O3催化剂与Fe/Al2O3催化剂的区别。

8、在同等条件下，正庚烷可在Pt/SiO2-A12O3催化剂上发生异构化反应生成异庚烷，而在SiO2-A12O3催化剂上，几乎无反应。

为什么？
9、固体催化剂的孔结构对催化反应具有十分重要的影响，从无定形的二氧化硅和三氧化二铝复合氧化物催化剂，发展到ZSM-5分子筛催化剂，其催化剂性能的提高得益于分子筛的孔结构，请分析分子筛催化剂的择形催化的类型。

10、指出微孔分子筛与介孔分子筛的区别。

简述水热法合成分子筛的主要操作步骤。

11、如何表征双金属催化剂Pt-La/ HZSM-5。

12、常用固体碱催化地沟油（植物油）制备生物柴油，指出其催化反应式，并设计该固体催化剂。

13、程序升温还原（TPR）是表征金属催化剂的重要手段，请简述其基本原理，如何通过TPR实验来分析Ni/SiO2和Ni-Cu/SiO2中Ni的变化。

14、程序升温脱附（TPD）是表征催化剂表面结构的重要手段，如果用氨气来做探针分子，是研究催化剂表面的什么性质，如果要研究催化剂的碱性，请分析选用什么探针分子合适，为什么？
15、异丙醇在酸催化剂表面会脱水变为丙烯，在金属催化剂表面会脱氢变为丙酮，所以通过这种特性可用于分析Mo-Dy/TiO2催化剂因Dy
的引入而产生的变化。

请分析可能的结果。

16、溶胶-凝胶（Sol-Gel）法是一种重要的催化剂制备方法，请简述该方法的主要操作步骤，并分析可采用什么办法来避免凝胶孔壁塌陷和网状结构破坏，获得所需要的多孔结构的催化剂。

17、请简述硅铝分子筛的结构层次，并指出分子筛催化剂的特点和类型。

18、为什么说在Ag/ Al2O3催化氧化反应中，活性氧物种不只是O，还有O•、O-、O2-、O2等氧物种？
19、光催化分解水制氢是目前制氢技术中广为关注的研究领域，请分析影响光催化反应的主要因素，并论述目前光催化反应遇到的关键问题和解决这些问题的主要办法。

20、工业催化剂制备的方法主要有哪些？
21、催化剂的设计。

金属催化甲酸分解的催化活性与其甲酸盐的生成热见图所示。

图中横坐标代表金属甲酸盐的生成热，它表示甲酸与金属相互作用的强弱，纵坐标代表完成反应转化率达50%所需的温度，金属的催化活性越好，其相应的温度越低，请总结金属催化剂的催化活性、金属与甲酸相互作用的强度的变化关系，并分析为什么会产生这种变化规律？
图：金属催化甲酸分解的催化活性与甲酸盐生成热的函数关系图T R、K为其他条件相同时完成50%转化率所需要的反应温度
22、举例说明，工业催化在现代化工工业中所处的地位。

23、请解读下列图示中的相关信息。

24、催化氢气、氮气合成氨的反应过程中，其速率控制步骤是哪一步？
25、在移动式质子膜燃料电池中，氢源是整个系统的关键环节。

以液氨分解制备氢气的研究备受关注。

查阅文献可知，有大量的关于由氢气和氮气合成氨气的研究报道，但分解氨的文献很少。

请谈一谈，采用什么办法缩短由氨制氢的研究进程。

26、苯加氢生产环己烷，年产15000吨环己烷的反应器，内装有Pt/Al2O3催化剂2M3，若催化剂的堆积密度为0.66g/cm3，一年按300天生产计算，计算其时空产率。

27、如何理解催化剂的化学稳定性？
28、请分析在高温下的催化反应中，催化剂失活的主要原因是什么？
29、指出合成氨催化剂Fe-Al2O3-K2O中各组分的作用?
30、正己烷在Pt/γ-Al2O3催化剂上能够发生异构化反应，指出可能的催化反应机理。

31、负载型Pt/Al2O3催化剂是工业上重要的加氢催化剂，分析该催化剂中Al2O3主要有哪些作用？
32、效率因子η描述了固体催化剂在催化反应过程中的什么特性？
为什么？
33、为什么化学吸附不宜太强，也不能太弱？
34、双原子分子在固体催化剂上发生解离吸附过程。

请推导解离的Langmuir吸附等温式
35、在研究CO在Pd金属表面的吸附过程中发现，碳原子用孤电子对的5σ轨道与金属原子的空dZ2轨道形成σ键，而金属原子中占用dxy轨道的电子与CO分子中空的Π*轨道形成Π键。

为什么藉助于这种σ-Π键合，使一氧化碳得到活化？
36、如何测合成氨Fe-K2O- Al2O3催化剂中K2O的表面积？
37、下图是氨吸附在阳离子交换的ZSM-5型分子筛上的TPD描图，分析此图，HZSM-5、NaZSM-5、LiZSM-5、MgO/LiZSM-5酸性变化，酸中心数。

38、TPD实验是在多功能催化剂表征系统(AMI-100型，美国Atamira Instruments,Inc.)装置上进行的。

催化剂在U形石英玻璃管中，773K下，氦气(纯度为99.999%)流中预处理30min，然后降至323K，吸附吡啶蒸气，待吸附饱和后，用氦气吹扫60min，然后以10K/min的速率升温至1023K。

用计算机采集数据，并进行分析。

现有一固体酸催化剂的TPD 谱图如下，请问该固体酸催化剂有多少个酸中心，酸量最多的是什么强度的酸中心？
39、请分析硅铝酸盐分子筛的四方面的结构层次。

40、请分析分子筛催化剂的择形催化内涵。

41、请分析能从哪些方面来改进二氧化钛的光催化性能。

42、非晶态合金Ni-B在催化肉桂醛加氢为肉桂醇的反应中，具有很好的选择性，请指出该催化剂的结构特点。

43、在金属盐溶液中加入沉淀剂，生成难溶金属盐或金属水合氧化物，从溶液中沉淀出来，再经哪些步骤或工序，便可制得催化剂或催化剂载体。

44、沉淀法是催化剂制备的主要方法，怎样从铝盐中制备均匀沉淀的氢氧化铝？请简要描述其制备过程。

45、H2在金属Pd和MgO表面发生化学吸附时，氢分子的变化有何差异？
46、Raney镍是一种重要的加氢催化剂，它是1962年美国工程师默里.雷尼（Murray Raney）用作于工业生产中菜油加氢的一种代替催化剂。

请你简述Raney镍催化剂的制备过程。

47、为了得到均匀负载的催化剂，应注意那些环节。

48、在那些情况下，需要制备埋藏型的催化剂？
49、均匀沉淀法制备多组分催化剂的主要方法有哪些。