催化劑與催化作用基本知識-wenkub.com
2025-05-04 22:37 本頁面
【正文】 ?因此，在選擇或研制催化劑時要充分考慮到操作條件的影響，并選擇適宜的配套裝置和工藝流程。 所用的催化劑是過渡金屬化合物 表 14 酸堿型及氧化還原型催化反應(yīng)比較 比較項目 酸堿型催化反應(yīng) 氧化還原型催化反應(yīng) 催化劑與反應(yīng)物之間作用 電子對的接受或電荷密度的分布發(fā)生變化 單個電子轉(zhuǎn)移 反應(yīng)物化學(xué)變化 非均裂或極化 均裂 生成活性中間物種 自旋飽和的物種（離子型物種） 自旋不飽和的物種（自由基型物種） 催化劑 自旋飽和分子或固體物質(zhì) 自旋不飽和分子或固體物質(zhì) 催化劑舉例 酸，堿，鹽，氧化物，分子篩 過渡金屬，過渡金屬氧（硫）化物，過渡金屬鹽，金屬有機絡(luò)合物 反應(yīng)舉例 裂解，水合，脂化，烷基化，歧化，異構(gòu)化 加氫，脫氫，氧化，氨氧化 催化反應(yīng)分類 按固體催化劑的導(dǎo)電性及化學(xué)形態(tài)分類 表 15 按固體催化劑導(dǎo)電性及化學(xué)形態(tài)分類 類別 化學(xué)形態(tài) 催化劑舉例 催化反應(yīng)舉例 導(dǎo)體 過渡金屬 Fe,Ni,Pd,Pt,Cu 加氫，脫氫，氧化，氫解 半導(dǎo)體 氧化物或 硫化物 V2O5,Cr2O3,MoS2,NiO,ZnO,Bi2O3 氧化，脫氫，加氫，氨氧化 絕緣體 氧化物 鹽 Al2O3,TiO2,Na2O,MgO,分子篩 NiSO4,FeCl3,分子篩 ,AlPO4 脫水，異構(gòu)化，聚合，烷基化，脂化，裂解 催化反應(yīng)分類 固體催化劑的組成和性能要求 固體催化劑 活性組分 共催化劑 助催化劑 載體 結(jié)構(gòu)助催化劑 電子 助催化劑 晶格缺陷 助催化劑 選擇性 助催化劑 又稱主催化劑 催化劑的主要成分 同時起催化作用，缺一不可 擴散 助催化劑 固體催化劑的組成 助催化作用 傳熱和稀釋作用 減少活性組分用量 改善催化劑機械強度 分散作用 載體 催化劑的表示方法 通常： ?用 “ /” 來區(qū)分載體與活性組分 如： Ru/Al2O3， Pt/Al2O3， Pd/SiO2 Au/C ?用 “ ”來區(qū)分各活性組分及助劑 PtSn/Al2O3， FeAL2O3K2O 催化劑的性能指標(biāo) ?催化劑的 活性 ?催化劑的 選擇性 ?催化劑的 穩(wěn)定性 催化劑的活性 3 時空產(chǎn)率表示法 YT,S(時空產(chǎn)率 )=目的產(chǎn)物的量 /催化劑的量 時間 又稱催化劑利用系數(shù) 1 CA%=已轉(zhuǎn)化反應(yīng)物的量 /反應(yīng)物的進料量 100% 2 空速表示法 催化劑的反應(yīng)性能 轉(zhuǎn)化率表示法 SV(空速） =進料量 /催化劑的量 時間 單位：時間的倒數(shù) SV越高，活性越好 催化劑的選擇性 選擇性（ S%） 選擇性因素（選擇度） 催化劑的反應(yīng)性能 催化劑的穩(wěn)定性 化學(xué)穩(wěn)定性 耐熱穩(wěn)定性 抗毒穩(wěn)定性 機械穩(wěn)定性 催化劑的反應(yīng)性能 對工業(yè)催化劑的要求 ?工業(yè)催化劑是指具有工業(yè)生產(chǎn)實際意義，可以用于大規(guī)模生產(chǎn)過程的催化劑。 均相催化反應(yīng)是指反應(yīng)物和催化劑居于同一相態(tài)中的反應(yīng)。 催化作用不能改變化學(xué)平衡 催化劑 催化劑在反應(yīng)體系中含量 達到平衡時的體積增量 SO2 SO2 SO2 ZnSO4 HCl 草酸 磷酸 平均 表 11 在不同催化劑存在下三聚乙醛解聚的平衡濃度 催化劑的選擇性 1)選擇性定義 某些反應(yīng)在熱力學(xué)上可以沿幾個途徑進行而得到不同的產(chǎn)物 ，例如 ?反應(yīng)沿什么途徑進行，與催化劑的種類性質(zhì)密切相關(guān) ?反應(yīng)物沿某一途徑進行的程度，與沿其余途徑進行反應(yīng)程度的比較，即為催化劑對某反應(yīng)的選擇性 ?還與反應(yīng)條件有關(guān) 熱反應(yīng)時生成 CO2比生成甲醛的能壘小很多 甲醇氧化反應(yīng)的不同能壘變化示意圖 催化反應(yīng)時，生成 CO和CO2的能壘明顯高于生成甲醛的能壘 應(yīng)產(chǎn)物具有選擇性的主要原因仍然是由于催化劑可以顯著降低主反應(yīng)的活化能，而副反應(yīng)活化能的降低則不明顯 CH3OH+O2=CO2+2H2O CH3OH+O2=HCHO+
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