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1、催化原理,http:/ （1）萌芽阶段1935年以前属于这一阶段 （2）发展阶段 1930年到1980年是化学上业的黄金时期 （3）成熟阶段 催化剂的使用，使得大规模化工连续生产成为可能，并使生产成本大为降低。,http:/ （一）催化剂的定义 催化剂是一种能够改变一个化学反应的反应速度，却不改变化学反应热力学平衡位置，本身在化学反应中不被明显消耗的物质。催化作用是指催化剂对化学反应所产生的效应。,http:/ 1、按催化剂的元素及化合态分类 金属催化剂 多为过渡金属元素，如用于催化加氢的铁、镍、铂、钯等催化剂。 氧化物或硫化物催化剂 如用于催化氧化的V-O、Mo-O、Cu-O等催化剂，用于催
2、化脱氢的Cr-O等催化剂，用于催化加氢的Mo-S、Ni-S、W-S等催化剂。 酸、碱、盐催化剂 主族元素的氧化物、氢氧化物、卤化物、含氧酸及氢化物等由于在反应中容易形成离子键，主要用做酸碱型催化剂。如H2SO4、HCI、HF、H3PO4、KOH、NaOH、CuSO4、NiSO4等。 金属有机化合物 多为配合催化机理反应中的催化剂，如用于烯烃聚合的AI(C2H5)3，用于羰基合成的Co2(CO)8等催化剂。,http:/ （1）多相催化剂 （2）均相催化剂 （3）酶催化剂 |3、按催化剂的作用机理分类 （1）酸碱型催化剂 （2）氧化-还原型催化剂 （3）配合催化剂,http:/ 非生物催化剂 （
3、1）天然矿物 如粘土经破碎、酸处理除去某些金属粒子后，即可获得具有硅-氧-铝骨架的固体催化剂，用于催化裂化。 （2）合成产物 如将水玻璃与铝盐混合得到凝胶，经洗涤、老化、干燥和造型，即可获得微球状的硅-铝催化剂，其催化裂化性能比天然黏土催化剂好的多。绝大多数的工业催化剂均为合成产物。 生物催化剂 如生物体自身合成的酶。,http:/ 按照所催化的单元反应的类型不同，可分为氧化催化剂、加氢催化剂、脱氢催化剂、聚合催化剂等多种类型,http:/ 中国催化剂的分类 （1）石油炼制催化剂 包括催化裂化、催化重整、加氢裂化、加氢精制、烷基化、异构化等催化剂。 （2）无机化工催化剂 包括脱硫、转化、变换、
4、甲烷化、硫酸制造、硝酸制造、硫回收、氨分解等催化剂 （3）有机化工（石油化工）催化剂 包括加氢、脱氢、氧化、氧氯化、烯烃反应等催化剂。 （4）环境保护催化剂 包括硝酸尾气处理、内燃机排气处理等催化剂。 （5）其他催化剂 包括制氮、纯化（脱微量氧、微量氮）等催化剂。,http:/ 大多数催化剂都是多组分的复合物，实际结构十分复杂。一般情况下，说明催化剂的品种时，只列出其活性元素和载体，并没有指定催化剂在制造时或在反应条件下这些元素的化合物形式，其原因多半是不能明确知道反应条件下的实际组成及化合物状态，工业催化剂的组成如表1-2所示。例如加氢脱硫催化剂Co-Mo/AI2O3,活性组分是Co和Mo，
5、AI2O3是载体，两部分用斜线隔开，它的商品形式是金属氧化物，在使用前，转化为硫化物。,http:/ 1、用“/” 来区分载体与活性组分 如：Ru/Al2O3，Pt/Al2O3，Pd/SiO2,Au/C 2、用“-”来区分各活性组分及助剂 Pt-Sn/Al2O3，Fe-AL2O3-K2O,http:/ （1）合成氨及合成甲醇催化剂 （2）石油炼制及合成燃料工业催化剂 （3）基础无机化学用工业催化剂 （4）基本有机合成用工业催化剂 （5）三大合成材料用工业催化剂 （6）精细化工及专业化学品中的催化 （7）催化剂在生物化学中的应用 （8）催化剂在环境化学工业中的应用,http:/ （一）全球工业催
6、化剂的发展概况 （二）国内催化剂工业的发展概况 （三）催化剂工业的发展方向,http:/ 催化剂与催化作用基础知识,http:/ 2.掌握催化剂活性、选择性、稳定性、比表面、孔结构及机械性质等主要性能 3.掌握活性组分、助催化剂及载体等基本概念，并了解三者在催化剂中所发挥的作用 4.了解多相催化反应的历程、扩散过程的影响 5.能正确分析造成催化剂失活的原因,http:/ 催化剂的基本含义； 催化剂的主要性能； 催化剂的主要组成； 催化反应及催化剂的分类 难点内容： 催化剂的主要性能； 多相催化反应的历程； 造成催化剂失活的原因。,http:/ 二、催化剂使正反应速率常数和逆反应速率常数以相同倍
7、数增加 三、催化作用通过改变反应历程而改变反应速度 四、催化剂对加速化学反应具有选择性 五、催化剂用量少且不消耗，参加反应后催化剂会有变化，但变化很微小 六、化学方程式与催化剂量无关，反应速度与催化剂量成正比 七、催化剂是物体形式的物质,http:/ 当G0时，反应不能自发进行，即A不可能转变成B。相反B可能转变成A。 当G=0时，反应达到平衡状态，反应体系中，反应物的浓度和产物的浓度已不再随时间而变化。,http:/ 根据微观可逆原理，假如一个催化反应是可逆的，则一个加速正反应速率的催化剂也应加速逆反应速率，以保持 K平不变（K平 K正/K逆）。 也就是说：同样一个能加速正反应速率控制步骤的
8、催化剂也应该能加速逆反应速率。,http:/ 第二，对正反应或逆反应在进行中所引起的副反应也是值得注意的，因为这些副反应会引起催化剂性能变化。,问题1：实际工业上催化正反应、逆反应时为什么往往选用不同的催化剂？,http:/ 速率约高1060倍,http:/ 2、通过反应历程改变使化学反应的所需克服的能垒数值大大减少。 结果： 催化反应相对常规化学反应发生的条件温和得多，甚至常规条件下难以发生的反应，在催化剂参与下实现了工业化生产。,http:/ 催化剂对可能进行的特定反应的选择催化作用,http:/ 2、催化剂因催化剂结构不同导致选择性（扩散选择性）。,问题2：催化剂的选择性在工业上有何意义
9、？,http:/ 压力及原料气组成相同,只要求反应温度相同 ， 不要求反应物浓度和催化剂 用量相同,要求反应条件(温度、压力、 接触时间、原料气浓度) 相同,http:/ 转换频率（Turnover frequency） 指单位时间内每个催化活性中心上发生反应的次数。作为真正催化活性的一个基本度量。 方便起见，工业上常用一个与反应速率相近的时空 收率来表示活性 时空收率：有平均反应速率的涵义，它表示每小时每升或每kg催化剂所得到的产物量。用它表示活性时除要求温度、压力、原料气组成相同外，还要求接触时间(空速)相同。,http:/ 组分和助催化剂不产生挥发、流失或其他化学变化。,耐热稳定性：催化
10、剂在反应和再生条件下，在一定温度变化范围内， 不因受热而破坏其物理一化学状态，产生烧结、微晶长大和晶相变化。,抗毒稳定性：催化剂不因在反应过程中吸附原料中杂质或毒性副产物 而中毒失活，这种对有毒杂质毒物的抵抗能力越强，抗毒稳定性就越好。,机械稳定性：具有抗摩擦、冲击、重压及温度骤变等引起的种种应力， 使催化剂不产生粉碎破裂、不导致反应床层阻力升高或堵塞管道，使反 应过程能够平稳进行。,http:/ 总寿命：活性下降后经再生又可恢复活性，继续使用，累计总的反应时间称为总寿命。,http:/ 部分的和。催化剂的比表面是指单位重量催化剂所 具有的表面积，常以符号Sg表示，单位m2/g。 孔结构：固体催化剂是多孔性的。孔的结构不仅影 响催化剂的活性、选择性，而且还能影响催化剂的 机械强度、寿命及耐
