工業(yè)催化-第一章催化劑與催化作用-研-文庫(kù)吧
2024-12-22 03:01 本頁(yè)面
【正文】 獲得成功， 1974年取得選擇合成 L多巴的專利。 2021年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng) ? 表彰他們?cè)谟袡C(jī)化學(xué)的烯烴復(fù)分解反應(yīng)研究方面 作出重要貢獻(xiàn)。 ? 法國(guó)石油研究所的 伊夫 肖萬(wàn) (Yves Chauvin) ? 1971年，伊夫 肖萬(wàn)詳細(xì)解釋了換位反應(yīng)的化學(xué)機(jī)理，說(shuō)明是何種金屬化合物能夠充當(dāng)有機(jī)化學(xué)反應(yīng)中的催化劑?，F(xiàn)在，換位合成法已經(jīng)為世人所知。 ? 麻省理工學(xué)院的 理查德 施羅克 (Richard R. Schrock) 1990年 ,是世界上第一個(gè)生產(chǎn)出可有效用于換位合成法中的金屬化合物催化劑的科學(xué)家。 ? 加州理工學(xué)院的 羅伯特 格拉布 （ Robert H. Grubbs） ? 1992年 ,研制出一種更好的催化劑，這種催化劑在空氣中很穩(wěn)定，因此在實(shí)際生活中有多種用途。 烯烴復(fù)分解反應(yīng)催化劑 — 金屬的卡賓化合物 M= Mo, W, Ru 烯烴復(fù)分解反應(yīng)幾種類型 在金屬的卡賓化合物催化的有機(jī)化合 物合成 2021年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)成果評(píng)價(jià) ? 烯烴復(fù)分解反應(yīng) 在化學(xué)工業(yè)中有重要應(yīng)用，主要用于 研制新型藥物和合成先進(jìn)的塑膠材料 。在三位科學(xué)家的努力下， 烯烴復(fù)分解反應(yīng) 變得更加有效，反應(yīng)步驟比以前簡(jiǎn)化了，所需要的資源也大大減少，材料浪費(fèi)也少多了；使用起來(lái)也更加簡(jiǎn)單，只需要在正常溫度和壓力下就可以完成，對(duì)環(huán)境的污染也大大降低。 ? 從原子經(jīng)濟(jì)性、反應(yīng)條件、催化劑的催化活性、合成路線的長(zhǎng)短看，烯烴復(fù)分解反應(yīng) 使 “ 人們向著綠色化學(xué)邁出了重要一步 ” ，大大減少了有害廢物對(duì)人們的危害。 2021年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng) ? 表彰德國(guó)馬普弗利茲 哈伯研究所（ FritzHaberInstitut ） Gerhard Ertl的固體表面化學(xué)的研究。物質(zhì)接觸表面發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)對(duì)工業(yè)生產(chǎn)至關(guān)重要； 研究成果有助于理解各種不同的過(guò)程 ； ? 他的實(shí)驗(yàn)研究，為表面化學(xué)開(kāi)創(chuàng)了一種新的研究方法，即怎樣用不同的實(shí)驗(yàn)步驟來(lái)描繪出一個(gè)完整的表面反應(yīng)。 Ertl固體表面化學(xué)研究的意義 ? Ertl開(kāi)創(chuàng)了一種全新的實(shí)驗(yàn)學(xué)派， 證明了在高難度的領(lǐng)域也可以得到可靠的結(jié)果，為現(xiàn)代表面化學(xué)研究奠定了基礎(chǔ)。他的方法論不僅僅被應(yīng)用于學(xué)術(shù)研究，還包括化學(xué)過(guò)程相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。 ? Ertl開(kāi)發(fā)的氨合成方法不僅僅基于他對(duì)哈伯－博施法（ HaberBosch process，用氫和氮來(lái)直接合成氨）的研究，他同時(shí)利用鐵的表面作為催化劑。這一成果帶來(lái)了難以估量的經(jīng)濟(jì)效益。 ? Ertl還研究了一氧化碳在鉑表面催化下的氧化反應(yīng)，現(xiàn)在汽車中利用催化劑實(shí)現(xiàn)一氧化碳的清潔排放正是基于該項(xiàng)研究的成果。 工業(yè)催化研究目前注重的問(wèn)題 ? 催化技術(shù)的發(fā)展 ， 除對(duì)傳統(tǒng)石油化工不斷更新改造外 ， 在根治環(huán)境污染 、 開(kāi)發(fā)新環(huán)境友好工藝催化技術(shù)將發(fā)揮關(guān)鍵作用 。 ? 石油資源的短缺 ， 以天然氣和煤為基礎(chǔ) C1化工是未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì) 。 利用天然氣生產(chǎn)合成液體燃料 、 替代液化石油氣和車用柴油的二甲醚 、經(jīng)甲醇合成乙烯和丙烯的 MTO及 MTP工藝已成為當(dāng)今 C1化工研究開(kāi)發(fā)重點(diǎn) ， 而開(kāi)發(fā)新型高效催化劑是關(guān)鍵 。 ? 從長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展看，生物催化、生物質(zhì)資源的催化轉(zhuǎn)化，是可持續(xù)發(fā)展的需要。 工業(yè)催化原理課程主要內(nèi)容 ? 第一章、催化作用與催化劑 ? 第二章、吸附作用與多相催化 ? 第三章、酸堿催化劑及其催化作用 ? 第四章、分子篩催化劑及其催化作用 ? 第五章、金屬催化劑及其催化作用 ? 第六章、金屬氧化物和硫化物催化劑及其催化作用 (光催化 ) ? 第七章、 酶 及其催化作用簡(jiǎn)介 ? 第八章、工業(yè)催化劑的活性評(píng)價(jià)與宏觀物性的表征 ? 第九章、工業(yè)催化劑的制備與使用 第一章 催化劑與催化作用 ? 本章主要內(nèi)容 ? 催化劑的基本概念和催化作用的基本特征 ? 催化劑的組成與功能 ? 工業(yè) 催化劑的基本要求 提高反應(yīng)速度的方法 ? 工業(yè)上的一個(gè)化學(xué)反應(yīng)，要能以一定的速度進(jìn)行，即在單位時(shí)間內(nèi)能夠獲得足夠數(shù)量的產(chǎn)品。 ? 提高反應(yīng)速度的手段： ? 加熱的方法 ? 光化學(xué)方法 ? 電化學(xué)方法 ? 催化方法 ? 既能提高反應(yīng)速度，又能控制反應(yīng)方向 什么是催化劑 ? ? 催化劑是一種物質(zhì) ， 它能夠加速反應(yīng)的速率而不改變?cè)摲磻?yīng)的標(biāo)準(zhǔn) Gibbs自由焓變化 。 ? 催化劑將反應(yīng)物轉(zhuǎn)變?yōu)楫a(chǎn)物 ， 在循環(huán)的最終步驟催化劑再回到其原始狀態(tài) 。 更簡(jiǎn)單地說(shuō) ， 催化劑是一種加速化學(xué)反應(yīng) ， 而在其過(guò)程中自身不被消耗掉的物質(zhì) 。 ? 許多種類物質(zhì)可用來(lái)作催化劑 ， 包括金屬 、 金屬化合物 (如金屬氧化物 、 硫化物等 )、 有機(jī)金屬絡(luò)合物 、 酶或細(xì)胞等 。 活性中心與轉(zhuǎn)換頻率 ? 催化劑并非所有的部分都參與反應(yīng)物到產(chǎn)物的轉(zhuǎn)化 ， 因此那些參與的部分被稱為 活性中心 。大多數(shù)工業(yè)催化劑使用的形式是多孔小球 ， 每一個(gè)小球一般包含 1018個(gè)催化中心 。 ? 轉(zhuǎn)換頻率 是指每個(gè)催化中心上單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的給定產(chǎn)物的分子數(shù) 。 ? 催化劑在更換前每個(gè)催化活性中心上的催化循環(huán)周轉(zhuǎn)超過(guò)十億 （ 109)次 。 催化劑是如何加速反應(yīng)速率的？ 無(wú)催化劑
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