[理學(xué)]第一章催化劑與催化作用-資料下載頁(yè)
2025-01-19 15:03本頁(yè)面
【正文】 散進(jìn)入到顆粒孔隙內(nèi)部，或者產(chǎn)物分子從孔隙內(nèi)部擴(kuò)散到顆粒外表面的過程，稱為內(nèi)擴(kuò)散過程。 反應(yīng)物分子從流體體相通過附在氣、固邊界層的靜止氣膜（或液膜）達(dá)到顆粒外表面，或者產(chǎn)物分子從顆粒外表面通過靜止層進(jìn)入流體體相的過程，稱為外擴(kuò)散過程。 氣相反應(yīng)物粒度和質(zhì)量線速對(duì)轉(zhuǎn)化率的影響 外擴(kuò)散 阻力：氣固（或液固）邊界的靜止層 消除方法：提高空速 內(nèi)擴(kuò)散 阻力：催化劑顆?？障秲?nèi)經(jīng)和長(zhǎng)度 消除方法：減小催化劑顆粒大小，增大催化劑空隙直徑 擴(kuò)散過程影響的消除 多相催化反應(yīng)的化學(xué)過程 4 3 2 1 反應(yīng)物化學(xué)吸附生成活性中間物 活性中間物進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)生成產(chǎn)物 吸附的產(chǎn)物經(jīng)過脫附得到產(chǎn)物 催化劑得以復(fù)原 1. 活性中間物種的形成 活性中間物種： 在催化反應(yīng)的化學(xué)過程中間生成的物種，濃度不高 ， 壽命很短 ， 活性很高 ，可以使反應(yīng) 沿活化能降低 的新途徑進(jìn)行。 多相催化中反應(yīng)物分子與催化劑表面活性中心是靠 化學(xué)吸附 生成活性中間物種的 活性中間體 反應(yīng)物分子吸附在活性中心上形成化學(xué)鍵合，該鍵合力使反應(yīng)物分子化學(xué)鍵斷裂或重排，形成活性很高的離子、自由基、強(qiáng)極化反應(yīng)分子 2. 催化循環(huán)的建立 4 3 2 1 反應(yīng)物化學(xué)吸附生成活性中間物 活性中間物進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)生成產(chǎn)物 吸附的產(chǎn)物經(jīng)過脫附得到產(chǎn)物 催化劑得以復(fù)原 吸附不能 太強(qiáng) 吸附不能 太弱 催化劑始態(tài)終態(tài)不改變：存在催化循環(huán) C uC u OH 2 OH 21 / 2 O 212催化循環(huán)圖 A. 非締合活化催化循環(huán) 反應(yīng)過程中 催化劑以兩種明顯的價(jià)態(tài) 存在，反應(yīng)活化經(jīng)由催化劑與反應(yīng)物間 明顯的電子轉(zhuǎn)移 過程，催化中心的 兩種價(jià)態(tài)對(duì)反應(yīng)物的活化是獨(dú)立 的 B. 締合活化催化循環(huán) 反應(yīng)過程中催化劑 沒有價(jià)態(tài)變化 ，反應(yīng)活化經(jīng)由催化劑與反應(yīng)物 配位形成絡(luò)合物 ，并使催化劑復(fù)原，反應(yīng)物分子活化是在絡(luò)合物配位層中發(fā)生的 A. 非締合活化催化循環(huán) B. 締合活化催化循環(huán) A + B + KA B + KEBAA K + B K A BP a t hEaEa 1AKK A BB A K催化機(jī)理示意圖 多相催化反應(yīng)的控制步驟 化學(xué)反應(yīng)控制 催化反應(yīng)若為動(dòng)力學(xué)控制時(shí)，從改善催化劑組成和微觀結(jié)構(gòu)入手，可以有效地提高催化效率。動(dòng)力學(xué)控制對(duì)反應(yīng)操作條件也十分敏感。特別是反應(yīng)溫度和壓力對(duì)催化反應(yīng)的影響比對(duì)擴(kuò)散過程的影響大的多。 擴(kuò)散控制 當(dāng)催化反應(yīng)為擴(kuò)散控制時(shí)，催化劑的活性無法充分顯示出來，既使改變催化劑的組成和微觀結(jié)構(gòu)，也難以改變催化過程的效率。只有改變操作條件或改善催化劑的顆粒大小和微孔構(gòu)造，才能提高催化效率。 控制步驟
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