催化劑與催化作用基本知識(已修改)
2025-05-19 22:37 本頁面
【正文】 工 業(yè) 催 化 原 理 Catalysis in industrial processes 皖西學(xué)院材化學(xué)院 授課人：傅 緒 成 教 材 ? 使用教材：唐曉東主編 《 工業(yè)催化 》 ? 參考書： 李玉敏編著 《 工業(yè)催化原理 》 吳 越編著 《 催化化學(xué) 》 黃仲濤主編 《 工業(yè)催化 》 ? 基礎(chǔ)知識參考書： 結(jié)構(gòu)化學(xué)、量子化學(xué) 晶體化學(xué)、無機(jī)化學(xué) 有機(jī)化學(xué)、物理化學(xué) ? 催化劑表征用參考書：譜學(xué)原理、催化研究方法 ? 工業(yè)應(yīng)用相關(guān)工程參考書： 化學(xué)反應(yīng)工程 催化劑工程 化工傳遞現(xiàn)象 化工熱力學(xué) 課程學(xué)習(xí)的意義和目的 例子： 熱力學(xué)上是可行的：平衡常數(shù)很大，在常溫、常壓下即可以自發(fā)進(jìn)行 動力學(xué)可能性很?。悍磻?yīng)速度極其緩慢，不可能實現(xiàn) 2H 2 + O 2 2H 2 O化學(xué)反應(yīng)體系實現(xiàn)的 2個基本要素 ? 熱力學(xué)可行性： 反應(yīng)能否進(jìn)行、進(jìn)行的程度 熱力學(xué)平衡：化學(xué)反應(yīng)的極限，反應(yīng)的方向 ? 動力學(xué)可能性： 反應(yīng)進(jìn)行的速度、何時達(dá)到平衡 兩者缺一不可 課程學(xué)習(xí)的意義和目的 （ 1）加快反應(yīng)速度 催化劑能改變反應(yīng)途徑，降低反應(yīng)活化能 催化只能加快熱力學(xué)可行的反應(yīng)速度 不能改變反應(yīng)平衡常數(shù) 正反應(yīng)和逆反應(yīng)同樣加速 只能加快熱力學(xué)上可行的反應(yīng)， “ 催化不是萬能的 ” （ 2）提高選擇性 改變反應(yīng)歷程 降低反應(yīng)活化能 加快主要反應(yīng)速度 催化劑的作用 課程學(xué)習(xí)的意義和目的 催化劑在國計民生中的作用 催化劑－現(xiàn)代化學(xué)工業(yè)的基石，現(xiàn)代化學(xué)工業(yè)的心臟 現(xiàn)代化學(xué)工業(yè)過程： 80%以上的化工反應(yīng)過程是催化過程 催化劑直接銷售額 ~100億美元 /年 催化劑消耗量 100萬噸 /年 產(chǎn)生的產(chǎn)品價值 10000億美元 /年 課程學(xué)習(xí)的意義和目的 催化劑的應(yīng)用領(lǐng)域 （ 1）合成氨及合成甲醇 : 產(chǎn)量最大的合成化學(xué)品 （ 2）石油煉制與合成燃料： 運輸量和消費量最大的化學(xué)品 （ 3）無機(jī)化學(xué)工業(yè)： 酸、堿、鹽，硫酸和硝酸的生產(chǎn) （ 4）基本有機(jī)合成工業(yè)： 醇、醛（酮）、酸、酯、腈 （ 5）三大合成材料： 合成樹脂與塑料、合成橡膠、合成纖維 ZieglerNatta、后過渡金屬、茂金屬催化劑 （ 6）精細(xì)化工產(chǎn)品： 品種最多、平均單價高的化學(xué)品 （ 7）生物化工： 最有潛力和發(fā)展前景的化工領(lǐng)域 （ 8）環(huán)境化學(xué)： 與人類生存密切相關(guān)的領(lǐng)域，尾氣凈化 課程學(xué)習(xí)的意義和目的 課程學(xué)習(xí)的意義和目的 課程學(xué)習(xí)的意義和目的 課程學(xué)習(xí)的意義和目的 課程學(xué)習(xí)的意義和目的 課程學(xué)習(xí)的意義和目的 第一章 催化劑概述 催化劑和催化作用的基本特征 1 催化反應(yīng)和催化劑的分類 2 催化劑的組成與結(jié)構(gòu) 3 工業(yè)催化劑的基本性能要求 4 催化作用與催化劑 催化作用早期的歷史 ? 最早的催化－ Biocatalysis： 中國，公元前，發(fā)酵－釀酒、制醋、醬和醬油制做、饅頭和面包制做等 ? 非生物催化 － 1740年，英國， Ward，硝酸鉀促進(jìn)硫磺的燃燒反應(yīng) － 1781年，法國， Parmentier，硫酸促進(jìn)淀粉水解 － 1816年，英國， Davy，鉑促進(jìn)甲烷和醇的氧化反應(yīng) － 1820年，德國， Dobereiner，鉑粉促進(jìn)氫氣和氧氣的化合 特點： 只是有意識地應(yīng)用了催化作用，并不知道催化作用，并未提出 “ 催化 ” 催化作用的提出 吸附與接觸 － 1824年，意大利， Bellani，認(rèn)識到氫飽和的鉑綿的催化作用，提出“吸附”使
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