【正文】 ， 單位為 molcm2s 1 其中 V、 m、 S分別為固體催化劑的體積 、 質(zhì)量和表面積 。 1 dV dt?1 dm dt?1 dS dt?轉(zhuǎn)換頻率（ TOF） 在反應(yīng)速率的三種表達(dá)式中 ， 以面積速率式為最好 。因?yàn)榇呋磻?yīng)是在表面上發(fā)生的 。 然而 ， 相同表面積的催化劑表面上活性位濃度 （ 或密度 ） 可能并不一樣 。 因此根據(jù)活性位數(shù)來(lái)表征反應(yīng)速率似乎更能接近催化劑的本質(zhì)速率 。 借用酶化學(xué)中轉(zhuǎn)換數(shù)概念 ， 在催化中引入了轉(zhuǎn)換頻率 （ Turnover Frequency， TOF） 概念 。 TOF又稱轉(zhuǎn)換速率 ， 是指反應(yīng)在給定溫度 、 壓力 、 反應(yīng)物組成和流速 (流量 ) 以及一定反應(yīng)度條件下 ， 在單位時(shí)間 、單位活性位上發(fā)生反應(yīng)的次數(shù) 。 以 TOF或 Vt表示 。 當(dāng)然在使用轉(zhuǎn)換頻率時(shí) ， 還會(huì)存在一些問(wèn)題 。 由于我們對(duì)許多催化劑還不能直接測(cè)定或計(jì)算其活性位數(shù) ， 即使對(duì)于金屬催化劑 ， 我們也只是測(cè)定或計(jì)算其暴露在表面上的原子數(shù) 。 這樣 TOF大體上只能是催化活性的平均值 。 因?yàn)楸┞对诒砻嫔系脑又?， 也只是一部分具有活性 ， 所以其平均值是相當(dāng)于較低水平的真實(shí)活性 。 此外 ， TOF不是速率常數(shù) ， 因此它依然與反應(yīng)條件有關(guān) 。 在報(bào)道 TOF值時(shí) ， 必須同時(shí)給出反應(yīng)條件 。 在工業(yè)生產(chǎn)中 ， 催化劑的生產(chǎn)能力大多數(shù)是以催化劑單位體積為基準(zhǔn) ， 并且催化劑的用量通常都比較大 ， 所以這時(shí)反應(yīng)速率應(yīng)當(dāng)以單位容積表示 。 在某些情況下 ， 用催化劑單位質(zhì)量作為標(biāo)志 ， 以表示催化劑的活性比較方便 。 當(dāng)比較固體物質(zhì)的固有催化劑性質(zhì)時(shí) ， 應(yīng)當(dāng)以催化劑單位面積上的反應(yīng)速度作為標(biāo)準(zhǔn) 。 因?yàn)槎嘞啻呋磻?yīng)僅在固體的表面 （ 當(dāng)然包括內(nèi)表面 ） 上發(fā)生 。 四、選擇性（ Selectivity） 通常的化學(xué)反應(yīng)過(guò)程，可能同時(shí)并存幾種反應(yīng)，例如乙醇反應(yīng)可生成 38種不同的產(chǎn)物，這時(shí)我們就需要選擇不同的催化劑，使它在不同的反應(yīng)條件下反應(yīng)，從而得到我們所需的產(chǎn)品。 如： 乙醇用 Cu作催化劑，在 200～ 250℃ 下，可生成乙醛； 而用 Na作催化劑，則生成丁醇 。 在工業(yè)生成中，對(duì)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(gè)衡量標(biāo)準(zhǔn)，即 選擇性 S： ％反應(yīng)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(yīng)中有物質(zhì)的量變化 ， 則必須加以系數(shù)校正 。 與選擇性有關(guān)的兩個(gè)常用參數(shù)如下： （ 1） 收率 （ 2） 單程收率 100R ? 產(chǎn) 物 中 某 一 類 指 定 的 物 質(zhì) 總 量 ％原 料 中 該 類 物 質(zhì) 的 總 量 100Y ? 生 成 目 的 產(chǎn) 物 的 物 質(zhì) 的 量 ％起 始 反 應(yīng) 物 的 物 質(zhì) 的 量 單程收率有時(shí)也稱得率 ， 其與轉(zhuǎn)化率和選擇性有如下關(guān)系： Y＝ XS 從某種意義上講，選擇性比活性更為重要。在活性和選擇性之間取舍時(shí)，往往決定于原料的價(jià)格，產(chǎn)物分離的難易等。這是因?yàn)椋? a） 選擇性影響原料的消耗 。 在一定條件下 ， 某反應(yīng)物 （ 原料 ） 轉(zhuǎn)化為 目的產(chǎn)物的量決定于收率： 顯然 ， S大 ， Y（ 收率 ） 高 。 b） 選擇性影響反應(yīng)產(chǎn)物的后處理 （ 副產(chǎn)物的分離等 ） 。 所以 ， 當(dāng)遇到轉(zhuǎn)化率和選擇性的要求難以兩全時(shí) ， 要具體分析 ， 如原料 貴 、 副產(chǎn)物難分離時(shí) ， 宜用 高選擇性的催化劑 。 %1 0 0??? SXY 五、穩(wěn)定性 （ Stability） 與使用壽命 （ Service life） 穩(wěn)定性是標(biāo)志催化劑在實(shí)際使用中 ， 活性衰退隨使用時(shí)間變化的速度 。 使用壽命具體地是指：催化劑自投入運(yùn)行至更換所經(jīng)歷的時(shí)間 ， 包括再生處理后運(yùn)行的時(shí)間 。 催化劑的生命曲線圖 工業(yè)中要求催化劑使用壽命要長(zhǎng) ， 而穩(wěn)定期的長(zhǎng)短代表了催化劑的壽命 。 穩(wěn)定性包括： （ 1） 熱穩(wěn)定性：使用壽命與熱穩(wěn)定性密切相關(guān) ， 有時(shí)用熱穩(wěn)定性表示與確定 。 （ 2） 抗毒穩(wěn)定性： 對(duì)毒物有較高的抵抗能力 。 毒物：暫時(shí)性中毒 ， 可恢復(fù) ， 有損失； 永久性中毒 ， 不可恢復(fù) 。 （ 3） 機(jī)械穩(wěn)定性：有較強(qiáng)的機(jī)械強(qiáng)度 ， 不會(huì)磨損破碎 。 六、機(jī)械性能：抗壓碎強(qiáng)度 （ Anti－ Crush strength） 工業(yè)中使用的催化劑，要求在裝填入反應(yīng)器后有良好的抗壓碎強(qiáng)度，能承受上層催化劑重量的負(fù)荷及操作時(shí)氣流所產(chǎn)生的沖擊力。 此外，催化劑還要求有良好的抗磨損、抗沖擊等強(qiáng)度。 七、再生性能 （ Regeneration performance） 工業(yè)催化劑在使用一段時(shí)間后，其活性和選擇性均會(huì)有所下降，這時(shí)就需要對(duì)催化劑進(jìn)行適當(dāng)?shù)奈锢砘蚧瘜W(xué)處理，從而使其活性與選擇性恢復(fù)。這就是再生過(guò)程。 再生周期的長(zhǎng)短和再生次數(shù)的多寡是催化劑再生性能的重要標(biāo)志。 本課程主要參考資料： ? 外文： ? 催化雜志 (Journal of Catalysis) ? 應(yīng)用催化 (Applied Catalysis) ? 分子催化 (Journal of molecular Catalysis) ? 動(dòng)力學(xué)與催化 (俄 )（英） ? 表面科學(xué) (Surface science) ? 催化進(jìn)展 (Advances in Catalysis) ? 催化評(píng)論 (催化劑 Catalysis review) ? 氮 (Nitrogen) ? 觸媒（日） 本課程主要參考資料： ? 中文： ? 催化學(xué)報(bào)（分子催化） ? 燃料化學(xué)學(xué)報(bào) ? 化工學(xué)報(bào) ? 天然氣 ? 石油化工 本課程主要參考書： ? 鄧景發(fā) . 催化作用原理導(dǎo)論 ? 黃仲濤 . 工業(yè)催化 ， （ 高校教材 ） ? 陳誦英等 . 吸附與催化 ， 河南科學(xué)技術(shù)出版社 ， 鄭州： 2021 ? 許越等 . 催化劑設(shè)計(jì)與制備工藝 ， 化學(xué)工業(yè)出版社 ， 北京： 2021 ? 吳越 . 催化化學(xué) ， 科學(xué)出版社 ， 北京： 1998