催化劑的設(shè)計(jì)ppt課件-在線瀏覽
2025-03-03 07:38本頁(yè)面
【正文】 的化學(xué)反應(yīng)，包括希望的和不希望的反應(yīng) 進(jìn)行熱力學(xué)計(jì)算，明確那些反應(yīng)是可進(jìn)行的，那些反應(yīng)是不可能進(jìn)行的 根據(jù)已知的基礎(chǔ)理論知識(shí)和某些規(guī)律性的資料，設(shè)計(jì)對(duì)所需反應(yīng)有利而對(duì)不希望的反應(yīng)無(wú)利的可能的催化劑類型和主要化學(xué)組分 四、催化劑設(shè)計(jì)的步驟 選擇助催化劑和載體 通過(guò)試驗(yàn)驗(yàn)證初步的設(shè)計(jì)，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果再進(jìn)行設(shè)計(jì)，然後再驗(yàn)證，反復(fù)進(jìn)行 五、催化劑設(shè)計(jì)的背景資料 ? 主要組分的選擇 ? 活性模型 ? 吸附熱方面的資料 ? 希望的化學(xué)吸附配合物 ? 幾何構(gòu)型 ? 配位元場(chǎng)、晶體場(chǎng)理論 ? 改進(jìn)催化劑的設(shè)計(jì)（次要組分的設(shè)計(jì)） 六、設(shè)計(jì)催化劑主組分依據(jù)的資料 （一）、活性模型 金屬 ? 主要用於加氫、脫氫、異構(gòu)化和氧化等反應(yīng) ? 凡是涉及氫 H的反應(yīng)，金屬的活性順序大致為： Ru， Rh， Pd， Os， Ir， PtFe, Co, NiTa, W, Cr~Cu ? Pd是非常特殊的金屬，通常兼有活性和選擇性 ? 金屬的活性有時(shí)和金屬的 d軌道的空穴量有關(guān) ? 金屬催化劑的活性常常與它的晶格常數(shù)有關(guān) 乙烯加氫反應(yīng) （一）、活性模型 氧化物 ? 過(guò)渡金屬氧化物對(duì)氧化反應(yīng)的統(tǒng)計(jì)表明， Co2O3，CuO等具有較好的活性 過(guò)度金屬氧化物對(duì)氧化反應(yīng)的活性模型 0 氨的氧化反應(yīng) –x 丙烯的氧化反應(yīng) （一）、活性模型 ? 含有能獲得 d0或者 d10電子結(jié)構(gòu)的金屬，他們的氧化物是選擇性很好的氧化催化劑 ? 過(guò)渡金屬氧化物可催化氧化和脫氫反應(yīng) （一）、活性模型（續(xù)） 固體酸 鹼性與催化性質(zhì) ? 裂化、異構(gòu)化、烷基化、聚合、岐化、水合和脫水等反應(yīng)為酸催化的反應(yīng)（正碳離子反應(yīng)） ? 某些聚合反應(yīng)、異構(gòu)化反應(yīng)、烷基化反應(yīng)、縮合、加成和脫鹵化反應(yīng)可以被堿催化，如甲醛的高聚合反應(yīng)，鹼金屬和鹼土金屬的氧化物就有活性 ? 芳烴環(huán)上的烷基化發(fā)生在酸催化劑上，而側(cè)鏈烷基化主要發(fā)生在堿催化劑上 ? 催化劑的酸性有利於積炭，鹼性有利於抑制積炭 ? 酸部位的類型和催化活性有關(guān) ? 裂化、聚合和異構(gòu)化通常需要中強(qiáng)酸和強(qiáng)酸；醇脫水、酯化和烷基化需要中強(qiáng)酸和弱酸 （二）、吸附作用預(yù)示催化活性 ?1931年 Taylor提出：一個(gè)固體只有當(dāng)其對(duì)反應(yīng)物分子具有化學(xué)吸附能力時(shí)才能催化某個(gè)反應(yīng)，即化學(xué)吸附是發(fā)生催化作用的必要條件 。 ?吸附的強(qiáng)弱可以用吸附熱表示 ? 吸附熱大的吸附強(qiáng) O2 C 2H 2 C 2H 4 CO H2 C O 2 N2W ,T a ,M o,T i ,Z r ,F e + + + + + + +N i ,C o,P t ,R h ,P d + + + + + + C u ,A l ,A u ,M n + + + + K + M g ,A g ,Z n ,C d,I n + 氣體金屬S i ,P b,A s ,B i ,S b,S e ,T e金屬對(duì)某些氣體的化學(xué)吸附 備註：＋表示吸附， —表示不吸附 （二）、吸附作用預(yù)示催化活性 ? 金屬生成最高價(jià)態(tài)氧化物生成熱和吸附熱成正比關(guān)係 ? 金屬的電負(fù)性與生成熱、吸附熱成一致關(guān)係 ? 電負(fù)性大，吸引電子能力強(qiáng)，生成熱大，吸附熱大 ? Tamaru經(jīng)驗(yàn)公式 Q0=4a[（ Hf） +37]+80 kJ/mol Q0金屬表面的初始化學(xué)吸附熱 a被吸附氣體的電負(fù)性 Hf金屬原子生成最高價(jià)態(tài)氧化物的生成熱 （三）、幾何因素預(yù)示催化活性 ? 擇型催化（沸石分子
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