【正文】 ） 可能并不一樣 。cm3 單程轉(zhuǎn)化率： 在工業(yè)中，因為有些反應受熱力學平衡限制，平衡轉(zhuǎn)化率不高，為了充分利用原料，需將反應產(chǎn)物分離后，與補充的新鮮原料一起再循環(huán)使用。 式中： V —— 催化劑體積 ， m3； F —— 物料流速 ， m3/h。 因為催化劑只能改變達到化學反應平衡過程的速率 ，所以 活性 就是指： 某一特定催化劑影響反應速率的程度 。 例如 ， H2和 O2個生成 H2O， 但在 200℃ 下混合時 ， 并沒有 H2O生成 ， 而在同樣條件下混入少量銅則有H2O生成 。 例 2， 工業(yè)上利用催化劑的選擇性來抑制副反應的一個著名例子是環(huán)氧乙烷的生產(chǎn) 。 催化劑能提高所需產(chǎn)物的選擇性 ， 抑制副反應發(fā)生 ， 因而是控制化學反應的重要手段 。 在一定的外界條件下 ， 某化學反應產(chǎn)物的最高平衡濃度 ， 受熱力學變量的限制 。 （ 注：非平衡限制過程的概念 ） 從催化劑的這一特征 ， 我們可以得到一個很有用的 推論： 對正向反應而言是優(yōu)良的催化劑 ， 則對逆向反應也必然是優(yōu)良的催化劑 ， 反之亦然 。 根據(jù)熱力學第二定律 ， 這是必然的結(jié)果 。 大量實驗證明，這個理論結(jié)論是正確的。 例如， E催 如果比 E非 小 100 KJ/moL， 因為 ， 則： 即如果 E催 比 E非 小 100 KJ/moL，則催化反應速率要比非催化反應快 26萬倍。與表面（ B39。 其中： 加快反應速度的催化劑稱為 正催化劑 ； 減慢反應速度的催化劑稱為 負催化劑 （ 如阻燃劑 ， 防腐劑等 ） 催化劑的基本特性 1）催化劑可以影響化學反應的速度。 如在前面提到的催化反應的五個步驟 。 ? 本學科的主要論題是： a、 催化作用：催化現(xiàn)象 、 作用機理 b、 催化劑及表征：組成 結(jié)構(gòu) 性能規(guī)律 、 制定方法和原理 、催化化學 c、 催化反應動力學：化學動力學 d、 催化反應工程學：包括可逆過程 、 化學工程的宏觀動力學 、 反應器設計 。 1970年 ， 開發(fā)出用于汽車尾氣處理的貴金屬催化劑 （ 存在的問題：壽命短 ， 造價高 ） 。 另外 ， ? 1781年 ， 淀粉通過無機酸催化水解為糖 Parmentter ? 1817年 ， 用鉑絲使礦井氣燃燒 Davy ? 1877年 ， 用 AlCl3使烴類縮合 Friedel－ Crafts 工業(yè)催化劑的發(fā)展階段 ? 1905年 ， Haber 發(fā)現(xiàn)金屬鋨 、 鈾及碳化鈾對氨合成具有較高催化活性 ， 但不穩(wěn)定 （ Os揮發(fā)失活 ， 鈾則易被含氧化合物中毒 ） 1909年 ， C． Bosch 選用 Fe為催化劑 1913年 ， A． mittasch 進行改進 ， 即傳統(tǒng)的熔鐵催化劑；后經(jīng)劉化章教授 80年代 ， 研究成功亞鐵系列的熔鐵氨合成催化劑 ， 使氨合成的溫度和壓力大幅下降 ， 催化性能明顯提高 。催 化 作 用 導 論 催 化 作 用 原 理 催化反應過程 催化劑的制備、表征、使用和設計開發(fā) 吸附、脫附 表面催化反應 （因催化劑種類不同而異） 擴散過程 其它 ∕ 沉淀法、凝膠法、 熔融法、離子交換法等 ∣ 活性表征、 催化劑結(jié)構(gòu)（包括物理、化學性質(zhì)） ﹨ 工業(yè) 應用 ﹨ 結(jié)合所學的知識和最新成果，進行研制開發(fā) 第一章 催化作用基礎(chǔ) 167。目前劉化章教授開發(fā)的這一系列催化劑在全國合成氨廠廣泛使用 。 工業(yè)催化劑的成熟階段 ? 目前，有 90％以上的化工過程使用催化劑。 其中 ， 活性中心本質(zhì)的認識是主要任務 ， 而催化反應動力學的 研究是關(guān)鍵 。 ? 區(qū)別一個概念： 均相催化反應體系：有催化劑存在。 一般地，催化劑的主要作用是加快化學反應速率。）空位（活性中心）之間的碰撞次數(shù)。也就是說，催化反應要比非催化反應快，它就必須降低活化能。 上述表明，催化劑加快反應的原因是降低了活化能。 對任一反應： 其化學反應等溫式為： 根據(jù)催化劑的定義 ， 在反應前后催化劑的化學性質(zhì)和數(shù)量都不變 ， 因此對一個可逆反應來講 ， 反應前后的始態(tài)與終態(tài)與催化劑的存在與否無關(guān) ，即催化劑不出現(xiàn)在上述化學反應的質(zhì)量方程式中 ， 因而它的存在不影響反應的自由焓變化值 。 如果是基元反應 ， 根據(jù)質(zhì)量作用定律 ， 正逆向反應速率分別為： 0?? PTG 。 換言之 ， 催化劑只能改變達到 （ 或接近 ） 這一極限所需要的時間 ， 而不能改變這一極限值的大小 。 例 1， 由合成氣為原料 ， 在熱力學上可能得到一系列不同的產(chǎn)物 。 在 250℃ ， 乙烯與 O2反應 可能存在下列三個化學平衡： （ 1） （ 2） （ 3） KP3 187。 顯然 ， 銅在這里起到了催化劑的作用 ， 這個過程是這樣的： 為了能發(fā)生化學反應 ， 普通分子變成活化分子必須吸收足夠的能量 ， 我們就稱 “ 普通分子變成活化分子至少需吸收的能量 ” 為 活化能 E活 。 換句話說： 在給定的溫度 、 壓力和空速下 ， 催化劑對反應物的轉(zhuǎn)化能力 。 空速 可以直接用來比較催化劑活性高低 。這時我們稱 一次通過催化劑的轉(zhuǎn)化率 為單程轉(zhuǎn)化率（ singlePass conversion）。s 1 質(zhì)量比速率 （ Specific rate） ＝ ， 單位為 mol 因此根據(jù)活性位數(shù)來表征反應速率似乎更能接近催化劑的本質(zhì)速率 。 此外 ， TOF不是速率常數(shù) ， 因此它依然與反應條件有關(guān) 。 在工業(yè)生成中，對催化劑的要求是使其只生成所希望的目的產(chǎn)物，最好不生成或盡量少生成其它副產(chǎn)物，這就需要一個衡量標準，即 選擇性 S： ％反應掉的原料摩爾數(shù) 數(shù)原料生成目的產(chǎn)物摩爾 100??S 如果反應中有物質(zhì)的量變化 ， 則必須加以系數(shù)校正 。 %1 0 0??? SXY 五、穩(wěn)定性 （ Stability） 與使用壽命