綠色化學(xué)——第五章綠色催化劑(已修改)
2025-01-28 22:24 本頁面
【正文】 Company Logo 綠色催化劑與催化化學(xué) ?催化劑 ?定義 ?能改變反應(yīng)速率，而本身的組成、質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)在反應(yīng)前后均不發(fā)生變化的物質(zhì)叫做催化劑 ?加快反應(yīng)的為正催化劑，減慢反應(yīng)的為負(fù)催化劑 ?特點 ?催化劑只能實現(xiàn)熱力學(xué)上可以發(fā)生的反應(yīng) ?催化劑只能縮短或延長到達(dá)平衡的時間，而不能改變轉(zhuǎn)化率 ?催化劑具有選擇性 ?催化劑是第一步的反應(yīng)物，最后一步的產(chǎn)物，即經(jīng)過一次化學(xué)循環(huán)后又恢復(fù)到原來的組成 Company Logo 催化技術(shù)發(fā)展目標(biāo) ?2022年前催化技術(shù)發(fā)展目標(biāo) ?應(yīng)用催化燃燒技術(shù)于無污染電能的生產(chǎn) ?實現(xiàn)酶促進(jìn)的石油餾分脫硫、脫氮和脫金屬催化技術(shù) ?普遍應(yīng)用手性催化作用生產(chǎn)生物活性分子 ?迅速突破燃料電池技術(shù) ?用安全的固體酸替代 HF和硫酸催化技術(shù) Company Logo 催化技術(shù)發(fā)展目標(biāo) ?2022年前催化技術(shù)發(fā)展目標(biāo) ?化學(xué)催化和生物催化相結(jié)合生產(chǎn)精細(xì)化學(xué)品和醫(yī)藥品、催化膜反應(yīng)器廣泛工業(yè)規(guī)模應(yīng)用 ?直接應(yīng)用烷烴官能化作用于工業(yè)生產(chǎn) ?CO2應(yīng)用于化學(xué)品生產(chǎn) ?分子標(biāo)記技術(shù)應(yīng)用于普通和高選擇性催化劑的制備 Company Logo 催化技術(shù)發(fā)展目標(biāo) ?2040年前催化技術(shù)發(fā)展目標(biāo) ?光催化作用普遍應(yīng)用氫和化學(xué)品的生產(chǎn) ?小分子催化劑用作化學(xué)治療劑 ?通過微生物和植物工程途徑生產(chǎn)化學(xué)品和材料 ?無機高聚物取代金屬和合金 ?合成酶催化劑應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn) Company Logo 綠色催化劑選擇原則 ?選擇性 對反應(yīng)類型、反應(yīng)方向和產(chǎn)物結(jié)構(gòu)所具有的選擇性。即特殊性、專用性和非通用性，保證目標(biāo)產(chǎn)物的高轉(zhuǎn)化率、副產(chǎn)物的低轉(zhuǎn)化率 ?如乙醇在三氧化二鋁催化作用下生成乙烯，在氧化鋅作用下生成乙醛 ?活性 即加快反應(yīng)速度 Company Logo 綠色催化劑選擇的研究開發(fā) ?主催化劑的選擇 ?從選擇性的激活性樣本來判斷 ?從選擇性的吸附機理和吸附熱推斷 ?從幾何對應(yīng)性判斷 ?從電子總效應(yīng)推斷 ?助催化劑的選擇 本身并無催化反應(yīng)活性，但可明顯促進(jìn)主催化劑選擇性、活性的提高 ?調(diào)變性助催化劑 ?結(jié)構(gòu)性助催化劑 ?載體的選擇 考慮載體對主催化劑、助催化劑選擇性、活性的影響，還要考慮載體自身的毒害性、可降解性和可再生性 Company Logo 綠色催化劑種類 ?固體酸催化劑 ?酸催化反應(yīng)和酸催化劑是烴類裂解、重整、異構(gòu)等石油煉制以及包括烯烴水合、芳烴烷基化、酸醇酯化等石油化工在內(nèi)的一系列重要工業(yè)基礎(chǔ) ?酸催化反應(yīng)最早使用氫氟酸、硫酸、三氯化鋁、磷酸等作為催化劑，其主要原因是這些催化劑具有確定的酸強度、酸度和酸型，在常溫、低溫下有相當(dāng)高的催化活性 ?酸催化反應(yīng)均是在均相條件下進(jìn)行，與多相反應(yīng)相比，在工藝上難以實現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)，催化劑不易與原料和產(chǎn)物分離，易腐蝕設(shè)備 ?把液體酸固定在載體上可以在一定程度上緩解或解決均相反應(yīng)帶來的問題，而且可以在高達(dá) 430520度范圍內(nèi)使用 Company Logo 開發(fā)固體強酸催化劑的途徑 ?在分子中引入吸電子物質(zhì)：鹵酸比一般的酸具有更強的酸性就是因為分子中引入鹵離子的關(guān)系，如果引入斥電子基團(tuán)如烴基將減少酸性 ?在 B酸（質(zhì)子 H+）中添加電子受體（ L酸） CH3COOH+BF3 CH3COO +H+ BF3
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