催化剂工程的导论
第一章 1.1953年Ziegler-Natta 型催化剂的问世，是化工里程碑。 2.合成氨工业是最伟大的工艺开发：把催化剂理论和工艺实际相结合，解决了热力学、催化剂筛选、高压的问题。 3.Wachker ：乙烯制备乙醛，采用纯乙烯和纯氧，催化剂原位再生，乙烯大量过剩，维持在爆炸极限上限操作，压力为0.3mpa ，温度为373K ，乙烯经纯化后再生，依稀的收率打95%. 4.催化剂的基本特性：a 催化剂能够加快化学反应速率，但本身并不进入化学反应的计量b 催化剂对反应具有选择性，即催化剂对反应类型、反应方向和产物的结构具有选择性c 催化剂只能加速热力学上可能进行的反应，而不能加速热力学上无法进行的反应d 催化剂只能改变化学反应的速率，而不能改变化学平衡的位置e 催化剂不改变化学平衡，意味着对正方向有效的催化剂，对反方向的反应也有效。 5.催化剂按工艺与工程分类：多相固体催化剂，均相配合物催化剂，酶催化剂。 6.多相固体催化剂包括：主催化剂，共催化剂，助催化剂（结构助催化剂，电子助催化剂，晶格缺陷助催化剂），载体，其他。 第二章 1.工业催化剂的传统制造方法：沉淀法，浸渍法，混合法，离子交换法，热熔融法。 2.沉淀法分为：单组分沉淀法，共沉淀法，均匀沉淀法，浸渍沉淀法，导晶沉淀法。 3.沉淀法的流程：两种以上的金属盐溶液-混合-沉淀剂-沉淀-晶型或非晶型的沉淀-洗涤干燥焙烧-研磨成型活化-催化剂。 4.共沉淀：将两个或多个组份同时沉淀。关键：T 、PH 搅拌程度，加料顺序 5.均匀沉淀：首先使沉淀金属盐溶液与沉淀剂母体充分混合，形成均匀的体系，调节温度和时间，逐渐提高PH ，是沉淀缓慢进行。关键：沉淀剂的选择温度和PH 的控制。 6.洗涤：沉淀法制备催化剂特有的操作 EG 、硝酸铝和氨水-中和-洗涤-老化-过滤-酸化-成型-干燥-煅烧-成品 7.沉淀剂的选择原则：a 尽可能使用易分解挥发的沉淀剂b 形成的沉淀物必须便于过滤和洗涤c 沉淀剂的溶解度要大d 沉淀物的溶解度应很e 沉淀剂必须无毒，不应造成环境污染。
8.沉淀形成的影响因素：浓度，温度，PH 值，加料方式和搅拌强度。
9.浸渍法：载体的沉淀-洗涤干燥-载体的成型-用活性组分溶液浸渍-干燥-分解-活化-负载型金属催化剂 。
10. 成型方法：压片成型，挤条成型，喷雾成型，转动成型。
11. 焙烧的目的：a 通过物料的热分解，除去化学结合水和挥发性物质（如CO 2、NO 2、NH 3），
使之转化为所需的化学成分，其中可能包括化学价态的变化b 借助固态反应、互溶、再结晶，获得一定的晶型、微粒粒度、孔径和比表面积等c 让微晶适度地烧结，提高产品的机械强度。 12.陈化的目的：获得颗粒大小较为均匀的粗晶体。洗涤的方法：倾析法和过滤法。
13.如何选择载体：物理，孔结构、比表面积、吸附热、稳定性、导热性、传导性能。化学：活性导电性。
14.活性组分载体的分布与控制：加竞争吸附剂
EG 、镍/氧化铝重整催化剂的制备：载体-一次浸渍-干燥-焙烧-二次浸渍-干燥-焙烧-成品 a 、载体的制备：用铝酸钙水泥和@氧化铝，
石墨，木质素、经球磨混合2h ，加水造粒压
制成拉西环，用饱和水蒸气加热养护12h ，100℃烘干2h 在1400℃焙烧12h ，及为载体。
b 、原理：一方面是因为固体的孔隙与溶液接触时，由于表面张力的作用而产生毛细管压力，
是液体渗透到毛细管内部，另一方面是活性组分在载体表面上吸附。
15.催化剂成型的原则：a 保证催化剂机械强度
和压降的前提下，尽可能提高催化剂的表面的利用率b 催化剂颗粒的形状，尺寸和机械强度
要与相应的催化反应过程和催化反应器相匹配
EG 、国产SO2氧化钒系催化剂
硅藻土+水→水洗→酸处理→带酸过滤→干燥
→精制硅藻土
苛性钾→化碱→化钒→澄清→中和→V 2O 5+K 2SO 4 →混合碾料→挤条→干
燥→过筛→焙烧→过筛→包装→产品 第三章
1.催化剂指标1.活性：指催化剂效能的高低，
是最重要的性能指标2选择性：用来衡量副反应能力的大小3寿命：催化剂在使用条件下，维持一定活性水平的时间； 2.催化剂评价：指对催化剂化学性质的考察和定量描述；测试：一般侧重于工业催化剂的物理性质的测定；表征：着眼于催化剂的活性，选择性和稳定性与其物理与物理化学性质之间的联系和规律性 3.动力学研究的意义和作用：a 提供数学模型，反映出温度、空速、压力等对反应速率、转化率、选择性的影响规律，为催化剂及催化反应器的设计提供科学依据b 弄清化学反应的机理，了解关键组分的主副反应的动力学特许证，找到催化剂局部改进及换代开发的方向 4.实验室反应器：积分反应器、微分反应器、无梯度反应器 5.评价流程： 原料气→反应器→生成物 ↓ ↓ ↓ (组成、分析 中心(管式) 分离、计量分析 预热、净化) 动力学研究1空白试验→排除反应器材质对实验的干扰2预实验→确定混合的气流速度（消除内扩散）和粒径（消除外扩散）3实验结果处理→本征动力学模型的建立、转化率、选择性、反应速率的确定及模型参数的优化和检验动力学方程的求取 评价试验是改变催化剂不改变条件，动力学研究是改变条件不改催化剂 6.消除管壁效应：12>dr/dg>6时可消除管壁效应； 7催化剂的物理性质的测定：○
1宏观物理a 、颗粒直径与粒径分布：沉降X 射线光透、电镜-小型图像仪、激光全散射b 、机械强度：压碎强度、磨损性能c 、抗毒稳定性：毒物-永久性、短暂性d 、比表面与孔结构：3种密度、3种孔结构;BET 法 ； 堆密度<颗粒密度<真密度；气体吸附量的测定方法：容量法、重量法、色谱法；r<10nm 微孔；10
2微观性质：XRD ：D=0.89L/Bco s ⊙、TEM 、SEM 、XPS 、DTA 、TC 、AES 、IR 8消除内外扩散：内：选定反应器，改变待测催化剂粒径大小，测反应速率，速率不变，无内扩散。外：两个实验装填量不等其他相同，不同气体流速反应，测随气流速度的转化率。 第四章
1.工业催化剂的开发：催化剂的设计、制备、测试、评价各方面，包括实验室小试，中试，大厂生产等。催化剂的开发程序：实验室工作（资料准备，催化剂参考样品的剖析，配方筛选）；扩大试验（中型制备试验，中性评价
试验），工业生产阶段。
2. 实验室工作中催化剂参考样品的剖析：①通过化学分析与物理测试，推断催化剂样品的原料，配方，工艺及制备条件。②通过对催化剂活性，选择性，机械强度及其他性能的评价测试及表征，了解样品基本性能特点。
3.催化剂参考样品的剖析的的目的：①通过化学分析和物理测试，推断催化剂参考样品的原
料、配方、制备工艺及主要制备条件；②通过
对催化活性、选择性、机械强度及其他性能测试和表征，了解参考样品的基本性能特点，为待开发催化剂提供比较基准。
4.ICI46-1与46-4催化剂的剖析：
过程：外观-物理性质-元素组成分析-某些元素的分布-物相组成的测定-差热谱图-还原性的考察-活性组分镍晶粒大小和吸附氢气量的测定-热稳定性的考察-活性和抗积碳性能的测定。
46-1：①结构模型：以高岭土，氧化铝以及Mgo 为载体，钾，氧化钙为助剂，镍为活性组分，850度高温处理胶黏型催化剂。②工艺
特点：由高岭土，氧化钙，氧化镁，铝盐一起沉淀，以铝酸钙水泥为胶黏剂，成型养护热处
理浸钾，700-850热处理而得。46-4：①结构模型：将催化剂预先烧成载体，载体以α-Al2O3为骨架，纯铝酸钙水泥为胶黏剂，温热处理成孔隙发达的高强度载体。②工艺：预先烧好载体后浸镍。
5.放大实验：原料的影响：（杂质，成分多变）。设备的放大效应：扩容带来的传质传热不均使产品下降。
6.催化剂设计：为某一特定的化学反应创制
最佳催化剂的战略性策划。 7.研究催化剂设计的目的：①催化剂功能对控制化学反应起重要作用。②为使催化剂开发中被测试催化剂数量尽可能少，避免盲目性。
8.催化剂设计程序：dowden ：靶反应-化学计量分析-热力学分析-分子反应机理-表面反应机理-反应通道-催化剂性质-催化剂材料-推荐的催化剂。 米田幸夫催化剂设计：给出目的反应-虚拟反应机理-选择有关部分反应的基本催化剂的成分-组成总反应-试制，实验催化剂-组成工艺工程 9.为什么进行热力学分析与反应通道的设计：①新开发的过程如不了解反应方向与限度，可能热力学不可能，无工业价值。②对热力学可能反应，要了解反应通道的生成物可能达到的限度。 10.原材料的选择：①主催化剂的选择（从活性样本判断，从吸附与吸附热判断，几何对应性，电子态效应）②助催化剂（调变性，结构性）③结构性助催化剂（熔点高，热稳定、对反应惰性，不与活性组分发生化学变化）④载体的选择：工艺角度：活性选择性可再生性。化学角度：组分间相互作用。物理：比表面积（影响活性）孔隙率（影响传质传热）颗粒尺寸与形状（孔隙率，阻力降）机械稳定性 第五章 1.当今催化理论的研究其主要特点是：通过多相均相和生物酶三者相互渗透与融合，首先通过弄清分子配合物与酶的催化作用本质，并建立起来正确的催化模型，已达到科学选择催化剂的目的。 2.催化设计理论：1.1968年英国科学家首次提出催化设计的构思 2.日本学者米田幸夫提出数值的触煤学 3.澳大利亚科学家扩大了催化设计的范围涉及催化分子水平的设计。4.1984年我国浙江大学金松涛提出集团结构适应理论。 3.EG 催化剂设计范例 甲烷部分氧化制甲醛多相催化剂设计程序a 靶反应 -热力学分析-分子反应机理-表面反应机理分析-反映通道的鉴别-必须具有的催化剂性质-适宜的催化剂材料的选择-推荐的催化剂 4.怎么选择不同的热力学通道？改变原料路线，中间产物反应通道，反应条件以及催化剂等多种手段 5.催化剂化学反应的机理研究：化学过程 物理过程 物理吸附吸附分子与催化剂集团作于形成活化分子吸附，活化吸附分子间的作用 中间物种的形成和转化 产物分子的脱附 再吸附或进一步转化
6.催化剂化学反应的机理举例 原位红外（IR ）光谱技术与原位拉曼光谱技术
7.原位红外和红外光谱的区别a 红外光谱：研究个种分子在催化剂表面的吸附态，而且这些信息的获得是反映没有发生时测得b 原位
红外光谱:在阐明催化剂反应机理时，在反应条件是所获得条件下所获得的吸附物种的类型 结构 性能 等催化剂表面工作的各种动态信息。
第六章
1.催化剂失活的原因：沾污，烧结，积碳，组分流失，中毒。
2.催化剂的毒物：化学型毒物（暂时性毒物，可逆中毒；永久性毒物，不可逆中毒）；选择型毒物
3.造成积碳的原因：水碳比失调，负荷增加，原料油重质化，催化剂中毒或钝化，温度和压力大幅度波动。
4.催化剂衰退的一般对策：a 在不引起衰退的
条件下使用b 增加催化剂自身的耐久性c 衰退
催化剂的再生。
5.催化剂中毒：原料中极少的杂质导致催化剂活性迅速下降的现象
6.活性氧化铝的制备：（单组份沉淀法） 碱法：①原料选择：Al2(SO4)3,AlCl3与Al(NO3)3
沉淀物颗粒直径依次增大
②沉淀剂的选择：NaOH,NH3H2O,Na2CO3得到的颗粒物直径依次减小
③PH 值：Al(OH)3 PH ＜7无定形，PH=9针状
沉淀，PH ＞10球状沉淀
④洗涤介质：用水洗孔容比表面积较低，用异
丙醇洗孔容比表面积较高
第一章 1.1953年Ziegler-Natta 型催化剂的问世，是化工里程碑。 2.合成氨工业是最伟大的工艺开发：把催化剂理论和工艺实际相结合，解决了热力学、催化剂筛选、高压的问题。 3.Wachker ：乙烯制备乙醛，采用纯乙烯和纯氧，催化剂原位再生，乙烯大量过剩，维持在爆炸极限上限操作，压力为0.3mpa ，温度为373K ，乙烯经纯化后再生，依稀的收率打95%. 4.催化剂的基本特性：a 催化剂能够加快化学反应速率，但本身并不进入化学反应的计量b 催化剂对反应具有选择性，即催化剂对反应类型、反应方向和产物的结构具有选择性c 催化剂只能加速热力学上可能进行的反应，而不能加速热力学上无法进行的反应d 催化剂只能改变化学反应的速率，而不能改变化学平衡的位置e 催化剂不改变化学平衡，意味着对正方向有效的催化剂，对反方向的反应也有效。 5.催化剂按工艺与工程分类：多相固体催化剂，均相配合物催化剂，酶催化剂。 6.多相固体催化剂包括：主催化剂，共催化剂，助催化剂（结构助催化剂，电子助催化剂，晶格缺陷助催化剂），载体，其他。 第二章 1.工业催化剂的传统制造方法：沉淀法，浸渍法，混合法，离子交换法，热熔融法。 2.沉淀法分为：单组分沉淀法，共沉淀法，均匀沉淀法，浸渍沉淀法，导晶沉淀法。 3.沉淀法的流程：两种以上的金属盐溶液-混合-沉淀剂-沉淀-晶型或非晶型的沉淀-洗涤干燥焙烧-研磨成型活化-催化剂。 4.共沉淀：将两个或多个组份同时沉淀。关键：T 、PH 搅拌程度，加料顺序 5.均匀沉淀：首先使沉淀金属盐溶液与沉淀剂母体充分混合，形成均匀的体系，调节温度和时间，逐渐提高PH ，是沉淀缓慢进行。关键：沉淀剂的选择温度和PH 的控制。 6.洗涤：沉淀法制备催化剂特有的操作 EG 、硝酸铝和氨水-中和-洗涤-老化-过滤-酸化-成型-干燥-煅烧-成品 7.沉淀剂的选择原则：a 尽可能使用易分解挥发的沉淀剂b 形成的沉淀物必须便于过滤和洗涤c 沉淀剂的溶解度要大d 沉淀物的溶解度应很e 沉淀剂必须无毒，不应造成环境污染。
8.沉淀形成的影响因素：浓度，温度，PH 值，加料方式和搅拌强度。
9.浸渍法：载体的沉淀-洗涤干燥-载体的成型-用活性组分溶液浸渍-干燥-分解-活化-负载型金属催化剂 。
10. 成型方法：压片成型，挤条成型，喷雾成型，转动成型。
11. 焙烧的目的：a 通过物料的热分解，除去化学结合水和挥发性物质（如CO 2、NO 2、NH 3），
使之转化为所需的化学成分，其中可能包括化学价态的变化b 借助固态反应、互溶、再结晶，获得一定的晶型、微粒粒度、孔径和比表面积等c 让微晶适度地烧结，提高产品的机械强度。 12.陈化的目的：获得颗粒大小较为均匀的粗晶体。洗涤的方法：倾析法和过滤法。
13.如何选择载体：物理，孔结构、比表面积、吸附热、稳定性、导热性、传导性能。化学：活性导电性。
14.活性组分载体的分布与控制：加竞争吸附剂
EG 、镍/氧化铝重整催化剂的制备：载体-一次浸渍-干燥-焙烧-二次浸渍-干燥-焙烧-成品 a 、载体的制备：用铝酸钙水泥和@氧化铝，
石墨，木质素、经球磨混合2h ，加水造粒压
制成拉西环，用饱和水蒸气加热养护12h ，100℃烘干2h 在1400℃焙烧12h ，及为载体。
b 、原理：一方面是因为固体的孔隙与溶液接触时，由于表面张力的作用而产生毛细管压力，
是液体渗透到毛细管内部，另一方面是活性组分在载体表面上吸附。
15.催化剂成型的原则：a 保证催化剂机械强度
和压降的前提下，尽可能提高催化剂的表面的利用率b 催化剂颗粒的形状，尺寸和机械强度
要与相应的催化反应过程和催化反应器相匹配
EG 、国产SO2氧化钒系催化剂
硅藻土+水→水洗→酸处理→带酸过滤→干燥
→精制硅藻土
苛性钾→化碱→化钒→澄清→中和→V 2O 5+K 2SO 4 →混合碾料→挤条→干
燥→过筛→焙烧→过筛→包装→产品 第三章
1.催化剂指标1.活性：指催化剂效能的高低，
是最重要的性能指标2选择性：用来衡量副反应能力的大小3寿命：催化剂在使用条件下，维持一定活性水平的时间； 2.催化剂评价：指对催化剂化学性质的考察和定量描述；测试：一般侧重于工业催化剂的物理性质的测定；表征：着眼于催化剂的活性，选择性和稳定性与其物理与物理化学性质之间的联系和规律性 3.动力学研究的意义和作用：a 提供数学模型，反映出温度、空速、压力等对反应速率、转化率、选择性的影响规律，为催化剂及催化反应器的设计提供科学依据b 弄清化学反应的机理，了解关键组分的主副反应的动力学特许证，找到催化剂局部改进及换代开发的方向 4.实验室反应器：积分反应器、微分反应器、无梯度反应器 5.评价流程： 原料气→反应器→生成物 ↓ ↓ ↓ (组成、分析 中心(管式) 分离、计量分析 预热、净化) 动力学研究1空白试验→排除反应器材质对实验的干扰2预实验→确定混合的气流速度（消除内扩散）和粒径（消除外扩散）3实验结果处理→本征动力学模型的建立、转化率、选择性、反应速率的确定及模型参数的优化和检验动力学方程的求取 评价试验是改变催化剂不改变条件，动力学研究是改变条件不改催化剂 6.消除管壁效应：12>dr/dg>6时可消除管壁效应； 7催化剂的物理性质的测定：○
1宏观物理a 、颗粒直径与粒径分布：沉降X 射线光透、电镜-小型图像仪、激光全散射b 、机械强度：压碎强度、磨损性能c 、抗毒稳定性：毒物-永久性、短暂性d 、比表面与孔结构：3种密度、3种孔结构;BET 法 ； 堆密度<颗粒密度<真密度；气体吸附量的测定方法：容量法、重量法、色谱法；r<10nm 微孔；10
2微观性质：XRD ：D=0.89L/Bco s ⊙、TEM 、SEM 、XPS 、DTA 、TC 、AES 、IR 8消除内外扩散：内：选定反应器，改变待测催化剂粒径大小，测反应速率，速率不变，无内扩散。外：两个实验装填量不等其他相同，不同气体流速反应，测随气流速度的转化率。 第四章
1.工业催化剂的开发：催化剂的设计、制备、测试、评价各方面，包括实验室小试，中试，大厂生产等。催化剂的开发程序：实验室工作（资料准备，催化剂参考样品的剖析，配方筛选）；扩大试验（中型制备试验，中性评价
试验），工业生产阶段。
2. 实验室工作中催化剂参考样品的剖析：①通过化学分析与物理测试，推断催化剂样品的原料，配方，工艺及制备条件。②通过对催化剂活性，选择性，机械强度及其他性能的评价测试及表征，了解样品基本性能特点。
3.催化剂参考样品的剖析的的目的：①通过化学分析和物理测试，推断催化剂参考样品的原
料、配方、制备工艺及主要制备条件；②通过
对催化活性、选择性、机械强度及其他性能测试和表征，了解参考样品的基本性能特点，为待开发催化剂提供比较基准。
4.ICI46-1与46-4催化剂的剖析：
过程：外观-物理性质-元素组成分析-某些元素的分布-物相组成的测定-差热谱图-还原性的考察-活性组分镍晶粒大小和吸附氢气量的测定-热稳定性的考察-活性和抗积碳性能的测定。
46-1：①结构模型：以高岭土，氧化铝以及Mgo 为载体，钾，氧化钙为助剂，镍为活性组分，850度高温处理胶黏型催化剂。②工艺
特点：由高岭土，氧化钙，氧化镁，铝盐一起沉淀，以铝酸钙水泥为胶黏剂，成型养护热处
理浸钾，700-850热处理而得。46-4：①结构模型：将催化剂预先烧成载体，载体以α-Al2O3为骨架，纯铝酸钙水泥为胶黏剂，温热处理成孔隙发达的高强度载体。②工艺：预先烧好载体后浸镍。
5.放大实验：原料的影响：（杂质，成分多变）。设备的放大效应：扩容带来的传质传热不均使产品下降。
6.催化剂设计：为某一特定的化学反应创制
最佳催化剂的战略性策划。 7.研究催化剂设计的目的：①催化剂功能对控制化学反应起重要作用。②为使催化剂开发中被测试催化剂数量尽可能少，避免盲目性。
8.催化剂设计程序：dowden ：靶反应-化学计量分析-热力学分析-分子反应机理-表面反应机理-反应通道-催化剂性质-催化剂材料-推荐的催化剂。 米田幸夫催化剂设计：给出目的反应-虚拟反应机理-选择有关部分反应的基本催化剂的成分-组成总反应-试制，实验催化剂-组成工艺工程 9.为什么进行热力学分析与反应通道的设计：①新开发的过程如不了解反应方向与限度，可能热力学不可能，无工业价值。②对热力学可能反应，要了解反应通道的生成物可能达到的限度。 10.原材料的选择：①主催化剂的选择（从活性样本判断，从吸附与吸附热判断，几何对应性，电子态效应）②助催化剂（调变性，结构性）③结构性助催化剂（熔点高，热稳定、对反应惰性，不与活性组分发生化学变化）④载体的选择：工艺角度：活性选择性可再生性。化学角度：组分间相互作用。物理：比表面积（影响活性）孔隙率（影响传质传热）颗粒尺寸与形状（孔隙率，阻力降）机械稳定性 第五章 1.当今催化理论的研究其主要特点是：通过多相均相和生物酶三者相互渗透与融合，首先通过弄清分子配合物与酶的催化作用本质，并建立起来正确的催化模型，已达到科学选择催化剂的目的。 2.催化设计理论：1.1968年英国科学家首次提出催化设计的构思 2.日本学者米田幸夫提出数值的触煤学 3.澳大利亚科学家扩大了催化设计的范围涉及催化分子水平的设计。4.1984年我国浙江大学金松涛提出集团结构适应理论。 3.EG 催化剂设计范例 甲烷部分氧化制甲醛多相催化剂设计程序a 靶反应 -热力学分析-分子反应机理-表面反应机理分析-反映通道的鉴别-必须具有的催化剂性质-适宜的催化
剂材料的选择-推荐的催化剂
4.怎么选择不同的热力学通道？改变原料路
线，中间产物反应通道，反应条件以及催化剂
等多种手段
5.催化剂化学反应的机理研究：化学过程 物
理过程 物理吸附吸附分子与催化剂集团作于
形成活化分子吸附，活化吸附分子间的作用 中间物种的形成和转化 产物分子的脱附 再吸附或进一步转化
6.催化剂化学反应的机理举例 原位红外（IR ）光谱技术与原位拉曼光谱技术
7.原位红外和红外光谱的区别a 红外光谱：研究个种分子在催化剂表面的吸附态，而且这些信息的获得是反映没有发生时测得b 原位
红外光谱:在阐明催化剂反应机理时，在反应条件是所获得条件下所获得的吸附物种的类型 结构 性能 等催化剂表面工作的各种动态信息。
第六章
1.催化剂失活的原因：沾污，烧结，积碳，组分流失，中毒。
2.催化剂的毒物：化学型毒物（暂时性毒物，可逆中毒；永久性毒物，不可逆中毒）；选择型毒物
3.造成积碳的原因：水碳比失调，负荷增加，原料油重质化，催化剂中毒或钝化，温度和压力大幅度波动。
4.催化剂衰退的一般对策：a 在不引起衰退的
条件下使用b 增加催化剂自身的耐久性c 衰退
催化剂的再生。
5.催化剂中毒：原料中极少的杂质导致催化剂活性迅速下降的现象
6.活性氧化铝的制备：（单组份沉淀法） 碱法：①原料选择：Al2(SO4)3,AlCl3与Al(NO3)3
沉淀物颗粒直径依次增大
②沉淀剂的选择：NaOH,NH3H2O,Na2CO3得到的颗粒物直径依次减小
③PH 值：Al(OH)3 PH ＜7无定形，PH=9针状
沉淀，PH ＞10球状沉淀
④洗涤介质：用水洗孔容比表面积较低，用异
丙醇洗孔容比表面积较高
催化剂工程导论复习提纲PDF.pdf
1、1976年国际纯粹及应用化学协会分布的催化作用的定义是什么？要求深刻理解其含义。答:催化作用是一种化学作用，是靠用量极少而本身不被消耗的一种叫做催化剂的外加物质来加速化学反应的现象。 2、什么是催化剂的基本特征？ 答:(1)催化剂能加速化学反应速率，但本身并不进入化学反应的计量。 (2)催化剂对反应具有选择性，即催化剂对反应类型、反应方向和产物的结构具有选择性。 (3)催化剂只能加速热力学上可能进行的化学反应，而不能加速热力学上无法进行的反应。 (4)催化剂只能改变化学反应的速率，催化剂只能改变(或接近)这一极限所需要的时间，而不能改变这一极限的大小。 (5)催化剂不改变化学平衡，意味对正方向有效的催化剂，对反方向也有效。(对于任一可逆反应，催化剂既能正反应，也能同样程度地加速逆反应，这样才能使其化学平衡常数保持不变，因此某催化剂如果是某可逆反应的正反应的催化剂，必然也是其逆反应的催化剂。) (6)寿命(催化剂的使用期限是有限的)。 3、根据聚集状态，如何对催化剂进行分类？答:(气体)、(液体)、(固体)。 4、按工艺和工程特点如何对催化剂进行分类？ 答:多相固体催化剂、均相催化剂和酶催化剂三类。 5、主催化剂的定义是什么？ 答:主催化剂是起催化作用的根本性物质。没有它，就不存在催化作用。 6、共催化剂的定义是什么？ 答:共催化剂是和主催化剂同时起作用的组分。 7、助催化剂的定义是什么？ 答:助催化剂是催化剂中具有提高主催化剂活性、选择性，改善催化剂的耐热性、抗毒性机械强度和寿命等性能的组分。虽然助催化剂本身并无活性，但只要在催化剂中添加少量助催化剂，即可明显达到催化剂性能的目的。 8、助催化剂可分为哪几类？ 答:(1)结构助催化剂(2)电子助催化剂(3)晶格缺陷助催化剂。 9、载体的定义是什么？(了解) 答:载体是固体催化剂所特有的组分，起增大表面积、提高耐热性和机械强度的作用，有时还能担当共催化剂或助催化剂角色载体是活性组分的分散剂、胶粘剂或支载物。 10、催化剂为什么具有催化剂活性？ 答:是由于催化剂能降低化学反应的活化能；而它之所以能够降低活化能，则又是由于催化剂的存在下，改变了非催化剂反应的历程。 11、写出沉淀法的一般操作步骤。 答:沉淀法的一般操作是在搅拌的情况下把碱性物质(沉淀剂)加入金属盐类的水溶液中，再将生成的沉淀物洗涤、过滤、干燥和焙烧，制造出所需的催化剂粉末状前驱物。 12、单组分沉淀法用途是什么？(了解) 答:可以用来制备非贵金属的单组分催化剂或载体。 13、共沉淀法的用途是什么？ 答:常用来制备高含量的多组分催化剂或催化剂载体。 14、选择沉淀剂有何原则？ 答:(1)使用易分解挥发的沉淀剂。(2)沉淀物必须便于过滤和洗涤。(3)沉淀剂的溶解度要大，溶解度大的沉淀剂，可能被沉淀物吸附的量较少，洗涤脱除残余沉淀剂等也较快。(4)沉淀物的溶解度应很小，沉淀反应愈完全，原料消耗愈少。(5)沉淀剂必须无毒，不应造成环境污染。
1第一章工业催化剂概述
第一章工业催化剂概述 1.催化剂在经济上的地位和作用 2.催化工业的形成和发展 3.催化剂市场 4.若干术语和基本概念 1.催化剂在经济上的地位和作用 A．催化剂是化学工业的基石。据统计，现有90%以上的化工过程是采用催化剂进行生产的。借助于催化剂生产的产品总值在全世界工业生产总值中约占18%，仅低于机械产品的总值。 B．提高社会生产水平(合成氨、合成材料、生物化工) 合成氨：亚洲在世界上的产量最高，其中，中国是第一大生产和消费国； 合成材料：树脂，塑料；合成纤维；合成橡胶； 树脂，塑料；产量最大的通用塑料：聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯；热塑性树脂，塑料总产量已与赶超钢铁的产量。 生物化工：酶化工，最古老的化学工业，酿酒、制药，（Only，Cobbut，青霉素） 生物汽油：发酵法生产乙醇，掺入汽油约10％； 生物柴油：大豆油、蓖麻油等掺入柴油中。 C．扩大资源利用范围（C1化工、煤、石油）
C1：含一个碳的小分子；可生产合成燃料（F-T合成）；生产三烯（乙烯，丙烯，丁二烯）；生产三苯（苯、甲苯、二甲苯）；构成化学物质的使用循环。 煤：传统用处，燃料，化工原料（汽化干馏得到，成本高，不纯）；现石油危机，重提化工利用，汽化，液化等。 石油：催化裂化，重要的行业革新；催化重整，开辟制苯途径；60年代，全面取代煤。 燃料添加剂：四乙基铅、甲基叔丁基醚、二甲醚。 D．提取制造重要物质（精细化工） 精细化工产品：批量小，附加值高，技术含量高，针对性强。 催化剂本身是一种精细化工产品； E．满足社会各方面需要（衣、食、住、行、环保、国防） 2.催化工业的形成和发展 A. 二十世纪以前（萌芽时期）；最早工业化催化剂：硫酸催化剂：NO2 SO2 SO3 Cat：NO2 后1879年用Pt催化剂，现用V2O5-K2SO4/硅藻土 B. 二十世纪初（奠基时期） 1913年：合成氨Fe Cat； 15年：氨氧化制硝酸Pt网Cat； C. 二十世纪初30～60年代（大发展时期） 36年：催化裂化催化剂：SiO2-Al2O3； 38年：Ficher-Tropsch合成，Fe,Co,Ni催化剂； 49年：催化重整催化剂：Pt-Re/Al2O3； 53年：乙烯聚合催化剂：Ziggler-Natte TiCl4-Al(C2H5)3 60年代：均相络合催化剂；分子筛催化剂。 D. 二十世纪初70年代以后（成熟时期） 78年：甲醇制汽油，甲醇芳构化，ZSM-5分子筛； 甲醇羰基化RhI2(CO)2；
催化概论
纳米尺度催化材料1 纳米尺度催化材料1 催化概论 ? 作用：改变热力学上允许的化学反应的速率，决定反应途径（机理）。 ? 分类：均相催化和非均相催化。 ? 均相催化(homogeneous catalysis)：催化剂和反应物处于均匀的气相或液相中进行反应。 ? 非均相催化(heterogeneous catalysis)：催化剂和反应物在不同的相中。如多相催化，催化剂为固体颗粒，反应物为气相或液相，反应在催化剂表面进行。 ? 反应速率与催化剂的比表面积、电子结构、缺陷等因素密切相关。 ? 催化剂的三要素：活性(activity)、选择性(selectivity)、寿命(lifetime)。纳米催化(nanocatalysis) ? 在乙烯加氢转变为乙烷的反应中，当加入超细的铂颗粒作催化剂时，反应温度可从600℃减低至20℃（室温），对工业生产降低能耗具有重大的经济效益。 ? 催化是纳米超微粒子在化学化工领域应用的一个重要领域。利用纳米粒子的高比表面积与高活性可以显著增加催化效率，国际上已把纳米催化剂作为第四代催化剂进行研究和开发。它在燃料化学，催化化学中起着十分重要的作用。普通纳米催化剂的性质及其应用 ? 作为催化剂，首先就会考虑纳米颗粒的巨大表面积和表面原子占很大比例这些特点。近年来也确有不少人研制出了催化活性很高的纳米催化剂尤其是一些配体稳定化的金属纳米颗粒，其稳定性很好，可用于均相催化，还具有便于回收的优点，因此可能具有应用前景。纳米尺度催化材料纳米尺度材料表面效应 ? 纳米材料表现出的独特的力学、光学、电学、磁学以及催化性能。这些特殊性能取决于下述基本结构特点： ? (a)超细粒子及其粒度分布(<100nm)； ? ? (b)化学组成； (c)界面的存在，特别是晶粒间界、多相界面或表面； ? (d)各组分间的相互作用。纳米尺度材料表面效应 ? 纳米尺度材料的外观形貌表现为微球形纳来尺度材料的分散与烧结现象 ? 纳米材料表面发达，表面原子比例很高，因而表面效应十分明显。同样，发达的表面效应又给纳米材料的合成与应用带来很多的问题，比如在纳米尺度材料的合成过程中，由于纳米超细粒子的表面十分发达，表面张力很高，热力学上更趋向于团聚，使其颗粒长大，因而如何有效分散纳米超细粒子就成为合成与制备过程的关键步骤之一。过渡金属超细粒子催化剂在高温条件使用时均存在不同程度的烧结现象，造成催化剂失活如图2—5 图2—6 纳米尺寸材料的吸附特性 ? 吸附是发生在多相界面的一种基本过程。对于多相催化剂来羽说，就是气相或液相的分子与固体催化剂表面进行作用，而停留在眉固体催化剂表面的现象。包括：物理吸附，化学吸附物理吸附：吸附剂与吸附相之间是以范德华力作用，结合较弱。同时，范德华力作用可使其形成多层吸附。化学吸附：吸附剂与吸附相之间则是以化学键结合，更为稳定。只能形成单层吸附。纳米尺度材料的表面效应 ? 在多相催化领域，表面特性是最关键的指标之一，因为它提供了催化反应所需要的场所。表面实际上是指固体或液体体相结构被终止的界面。因此，表面不一定是固体或液体的最顶层，而是顶端的好几层厚度范围。由于表面提供厂催化反应所需要的场所，因此对于绝大多数催化转化来说，高的表面更有利于反应，因而总是趋向于使用高表面的催化剂。一般地，提高催化剂的表面，有两种途径：一是减小催化剂的粒度，甚
催化剂总结
《现代生物工程技术导论》课程论文 论文名称：催化剂的作用机理的探究,制备和前景 姓名：熊威 学号： 0910440219 专业：化工 班级： 09-2 指导老师：张玉秀 完成时间： 2012.10.15
一.思路来源： 1.催化剂的重要性：催化剂的加入，能按人的意愿控制反应的快慢，产物的生成和反应的终点，因此可以提高效率效益，节约能源，保护环境，对可持续发展有着战略意义。 2.催化剂的制备特点：由于反应的多样性和催化剂的专一性，目前我所能知道的催化剂的制备工艺很复杂，表现在（1）反应多样性决定催化剂的分类：均相催化剂均相催化剂有酸、碱、可溶性过渡金属化合物和过氧化物催化剂。多相催化剂多相催化剂有固体酸催化剂、有机碱催化剂、金属催化剂、金属氧化物催化剂、络合物催化剂、稀土催化剂、分子筛催化剂、生物催化剂、纳米催化剂等。生物催化剂生物催化剂主要就是一些生物酶如α-淀粉酶、纤维素酶等。（2）制备方法：机械混合法沉淀法浸渍法喷雾蒸干法热熔融法浸溶法离子交换法和发展中的新方法此处可以想见各种催化剂的分类与反应物和生成物的物态和条件有关，不明白的是，各种方法细节关注那些物理和化学性质，各个浅谈。 机械混合法 将两种以上的物质加入混合设备内混合。此法简单易行，例如转化-吸收型脱硫剂的制造，是将活性组分（如二氧化锰、氧化锌、碳酸锌）与少量粘结剂(如氧化镁、氧化钙)的粉料计量连续加入一个可调节转速和倾斜度的转盘中，同时喷入计量的水。粉料滚动混合粘结，形成均匀直径的球体，此球体再经干燥、焙烧即为成品。乙苯脱氢制苯乙烯的Fe-Cr-K-O催化剂，是由氧化铁、铬酸钾等固体粉末混
中国工业催化剂常规分类
中国工业催化剂常规分类 一、化肥催化剂（Catalysts for fertilizer manufacture） 一）脱毒剂（Purification agent） 1．活性炭脱硫剂（Active carbon desulfurizer） 2．加氢转化脱硫催化剂（Hydrodesulfurization Catalyst） 3．氧化锌脱硫剂（Zinc oxide sulfur absorbent） 4．脱氯剂（Dechlorinate agent） 5．转化吸收脱硫剂（Converted-absoubed desulfurizer） a．氧化铁脱硫剂（Iron ozide desulfurizer） b．铁锰脱硫剂（Iron -Nanganese oxide desulfurizer） c．羰基硫水解催化剂（Carbonyl Sulfide hydrolysis） 6．脱氧剂（Deoxidezer） 7．脱砷剂（Hydrodearsenic Catalyst） 二）转化催化剂（Reforming Catalyst） 1．天然气一段转化催化剂（Nature gas primary reforming catalyst） 2．二段转化催化剂（Secondary reforming catalyst） 3．炼厂气转化催化剂（Refinery gas steam reforming catalyst） 4．轻油转化催化剂（Naphtha steam reforming catalyst） 三）变换催化剂（CO shift catalyst） 1．中温变换催化剂（High temperature CO shift catalyst） 2．低温变换催化剂（Low temperature CO shift catalyst） 3．宽温耐硫变换催化剂（Sulfur tolerant shift catalyst） 四）甲烷化催化剂（Methanation catalyst） 1．甲烷化催化剂（Methanation Catalyst） 2．城市煤气甲烷化催化剂（Town gas methanation Catalyst） 五）氨合成催化剂（Ammonia synthesis Catalyst） 1．氨合成催化剂（Ammonia synthesis catalyst） 2．低温氨合成催化剂（Low temperature ammonia synthesis catalyst） 3．氨分解催化剂（Ammonia decomposition catalyst） 六）甲醇催化剂（Methanol Catalyst） 1．高压甲醇合成催化剂（High pressure methanol synthesis catalyst） 2．联醇催化剂（Combined methanol synthesis catalyst） 3．低压甲醇合成催化剂（Low pressure methanol synthesis catalyst） 4．燃料甲醇合成催化剂（Fuel methanol synthesis catalyst） 5．低碳混合醇合成催化剂（mixture of lower alcohols synthesis catalyst） 七）制酸催化剂（Acid manufacture catalyst） 1．硫酸生产用钒催化剂（Vanadium catalyst for manufacture of sulfuric acid）2．硝酸生产用铂网催化剂（Platinum ganze catalyst for manufacture） 3．非铂氨氧化催化剂（Non-platinum catalyst for ammonia oxidation） 4．铂捕集网（platinum catch gamze） 5．硝酸尾气处理催化剂（Treated catalyst for tail gas from nitric acid plant）八）制氮催化剂（Nitrogen manufacture catalyst） 1．一段制氮催化剂（First stage catalyst for ammonia combined） 2．二段制氮催化剂（Second stage catalyst for nitrogen manufacture）
西交《催化剂工程》期末复习题
(单选题)1.催化剂失活的原因不包括下列哪项（）。 A: 玷污 B: 中毒 C: 变形 D: 积碳 正确答案: C (单选题)2.催化剂类型和牌号的选择的原则：催化剂的（）要与催化反应器的结构和操作工艺条件相适应，相匹配 A: 性能特长 B: 外观 C: 抗压性 D: 分子结构 正确答案: A (单选题)3.在稳定地工业装置上以小口径侧线引出部分工艺气体，至催化剂测流反应器，进行评价实验。反应后（）称为工业装置测流实验。 A: 气体返回原工业装置主流工艺气中继续使用 B: 直接废弃 C: 回收利用但不能用于原工业装置主流工艺气中 D: 洗涤之后再使用 正确答案: A (单选题)4.配合物催化剂的通式可以写成（） A: MnL B: MLn C: MnLm D: M2Ln 正确答案: B (单选题)5.抗压碎和（）是催化剂机械强度的测试方法 A: 抗磨损性能评价 B: 抗拉性 C: 延展性 D: 韧性 正确答案: A (单选题)6.配合物催化剂的通式可以写成（）。 A: MnL
B: MLn C: MnLm D: M2Ln 正确答案: B (单选题)7.催化剂寿命的三阶段正确顺序为（） A: 成熟、衰老、稳定 B: 衰老、成熟、稳定 C: 成熟、稳定、衰老 D: 衰老、稳定、成熟 正确答案: C (单选题)8.催化剂中毒的分类包括（） A: 暂时性的中毒 B: 永久性中毒 C: 暂时性的中毒和永久性中毒 D: 局部性中毒 正确答案: C (单选题)9.活化的逆操作是（）。 A: 钝化 B: 烧结 C: 积碳 D: 中毒 正确答案: A (单选题)10.转化率、选择性、收率三者的关系（） A: 收率=转化率*选择性 B: 收率=转化率/选择性 C: 收率=转化率+选择性 D: 收率=转化率-选择性 正确答案: A (单选题)11.金属键类型的催化剂属于以（）分类的催化剂A: 离子键 B: 配位键 C: 化学键 D: 氢键
催化剂工程考试
1催化剂的概念、特征与活性的衡量，表示方法，典型催化剂如双功能重整催化剂的组分和作用等；双功能重整催化剂中脱氢功能由金属元素提供，异构化反应功能由卤素提供。催化剂是可以改变化学反应速度，而不改变反应的标准自由焓变化的一类物质。.催化剂是不能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化学物质。特征：通过改变反应历程改变反应速度,能减小活化吉布斯自由能，提高反应速度;只能加速反应趋于平衡，不能改变平衡的位置;只能加速热力学上可以进行的反应;对加速反应具有选择性活性衡量：转化率是常用的比较催化剂活性的量。转化率越高，催化剂的活性越大。在用转化率比较活性时，要求反应温度、压力、原料气浓度和停留时间都相同。转换频率：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。催化剂的表示方法1、用“/” 来区分载体与活性组分如：Ru/Al2O32、用“-”来区分各活性组分及助剂Pt-Sn/Al2O3双功能催化剂其催化过程包含了两种或两种以上不同反应机理，催化剂也具有不同类型的活性位。例如，催化重整的Pt/A12O3催化剂，Pt属于氧化还原机理类型，A12O3属于酸碱催化机理类型。重整催化剂重整催化剂具备脱氢和裂化、异构化两种活性功能。一般由一些金属元素提供环烷烃脱氢生成芳烃、烷烃脱氢生成烯烃等脱氢反应功能，也叫金属功能；由卤素提供烯烃环化、五员环异构等异构化反应功能，也叫酸性功能。如何保证这两种功能得到适当的配合是制备重整催化剂和实际生产操作的一个重要问题。 2催化剂的反应性能和比活性等概念，活性评价参数的选择等；催化剂的宏观结构包括哪些研究内容；工业过程中优先选用多相催化剂的原因反应性能：催化剂的活性，选择性，稳定性。比活性：对于固体催化剂，与催化剂单位面积相对应的活性称为比活性a=k/S k为催化剂反应速度常数，s为表面积或活性表面积。催化剂的比活性只取决于它的化学组成与结构，而与其表面大小无关。因此催化研究中常采用比活性评选催化剂。固体催化剂包括：主催化剂（活性成分），共催化剂（同时起催化作用，缺一不可），助催化剂（结构型调变型扩散型毒化型），载体（分散作用稳定化作用支撑作用传热和稀释作用助催化作用） 工业过程中优先选用多相催化剂的原因：可以在严格的反应条件和高温下进行、应用范围较宽、催化剂的稳定性较高、催化剂循环使用过程简单。 3金属的晶体结构、分散度的概念；金属催化剂的2 种失活机理；环境友好催化剂及其典型应用实例；金属的晶体结构包括（面心立方晶格、体心立方晶格和六方密堆晶格）分散度：指催化剂表面上暴露出的活性组分的原子数占该组分在催化剂中原子总数的比例金属催化剂的2种失活机理：（1）催化剂的结焦，轻质C5馏分中含有共轭二烯烃和炔烃等结焦前驱体，反应时容易经聚合及脱氢反应而结焦，结焦物覆盖在催化剂表面和沉积在孔道内，降低催化剂的活性。（2）硫中毒，原料中的硫与催化剂活性金属作用生成没有加氢活性的硫化物，使催化剂活性部分损失。实例：汽车尾气净化催化剂中主要用于CO和烃氧化的金属组分是Pt和Pd,，用于NOX还原的金属组分是Rh和Pd、晶体缺陷、Schottky 缺陷等 4机理选择性：不同催化剂对特定的反应体系有选择性扩散选择性：催化剂因催化剂结构不同导致选择性本征选择性表观选择性本征选择性：用真实反应速率常数比表示的选择性因素表观选择性：用表观速率常数比表示的选择性因素。（选择性S =已转化目标产物的主要反应物摩尔数/已转化的主要物料的总摩尔数产率=选择性*转化率s=k1/k2） 5催化反应的分类均相催化反应（指反应物和催化剂居于同一相态中的反应）（二氧化硫+氧气在氮氧化物催化下生成三氧化硫）多相催化反应（指反应物和催化剂居于不同相态的反应。）（酸催化的烯烃聚合）酶催化反应（同时具有均相和非均相反应的性质）既可以看成是反应物与酶形成了中间化合物，也可以看成是在酶的表面上首先吸附了反应物，然后再进行反应。例如尿素酶催化尿素，使之水解为氨和二氧化碳。 6工业催化剂的衡量指标；催化剂的强度和提高措施等；催化剂的稳定性的含义等工业催化剂性能的评价指标:活性、选择性、寿命、价格、环保性能固定床催化剂用抗压碎强度衡量，流化床催化剂用磨损强度衡量。抗压碎强度的测定：将单个催化剂颗粒置于特定活塞芯下，逐渐加压至颗粒破碎，活塞芯所加压力。需据颗粒形状分别进行侧向和轴向测试。 磨损强度的测定：模仿流化床气流条件测定。将一定量催化剂装入流化塔内，从塔底送入净化空气，催化剂在塔内流化一定时间后，测磨损后剩余催化剂的量，将其除以初始装入催化剂的量，得磨损强度。催化剂稳定性：化学稳定性耐热稳定性抗毒稳定性（对有害杂质毒化的抵抗能力）机械稳定性（抵抗摩擦、冲击、重压、温度等引起的种种应力的程度） 7分子筛的概念及微孔分子筛、介孔分子筛和大孔分子筛的划分；沸石的概念及其结构的修饰方法分子筛：因孔道均匀，其孔径与一般分子大小相当而得名，如天然或合成沸石、炭分子筛、微孔玻璃、某些有机高聚物和无机薄膜等。2nm以下为微孔，具有规则的微孔孔道结构的物质称微孔化合物或分子筛；孔道在2-50nm之间称介孔，具有有序介孔孔道结构的物质称介孔材料；孔道尺寸大于50nm属于大孔。沸石具有铝硅酸盐所搭建的四面体骨架结构，按照一定规律作周期性的三维排列。四面体中心有一个Si或Al原子，化学通式：Me x/n[(AlO2)x(SiO2)y]·mH2O其中，x,y表示Al和Si原子数目，Me是金属阳离子，n是金属离子的价态，m是水分子数目，括号内是晶体的单位晶胞。沸石分子筛硅铝比为1-5。硅铝比对骨架催化性能的影响:硅铝比高主要表现在抗热、抗水蒸气、抗酸能力强。在分子筛的晶体结构中，硅铝比增加后，相邻两个铝原子间的距离就增加，相应地，阳离子密度就减小，就减小了阳离子的电场屏蔽作用，从而加强了静电。因此在正碳离子型反应中，分子筛的催化活性在一定铝硅比范围内随铝硅比的增加而上升。8分子筛的择形催化及其分类催化选择性主要取决于分子筛的孔径和相关分子的相对大小,该情况称择形催化。可能原因：一种是由空腔中参与反应的分子的扩散系数差别引起的质量传递选择性，另一种是催化反应过渡态空间限制引起的过渡态选择性，称之“窗口”效应 分子筛的择形催化可分为反应物择形、过渡态择形和产物择形三种形式。（1）反应物择形催化：反应中起反应的分子因为几何结构或分子链长度而不能扩散进入分子筛空腔中，无法利用其内表面发生反应时，只有线度小于其内孔径的分子才能进入其中进行催化反应。（2）过渡态（中间产物）择形催化按过渡态理论，某些反应的反应物或产物分子都不受到孔口大小择形作用，但其中间需经历的过渡态却要求有足够的内孔尺寸或笼空腔，否则反应将无法进行,即过渡态择形。这种情况下，晶穴起到了几何学抑制作用，即择形，其他情况都主要是晶孔择形。（3）产物择形催化指反应生成的产物分子大小相对于分子筛催化剂的孔径太大，而不能从分子筛的内孔窗口扩散出来。 9物理吸附和化学吸附态的区别；化学吸附态及其研究对催化作用的意义。物理吸附的特点：没有选择性，可以多层吸附，吸附前后，被吸附分子变化不大，吸附过程类似于凝聚（由电介质促成的聚集）和液化过程。化学吸附的特点：有选择性，只能单层吸附，吸附过程中有电子共享或电子转移，有化学键的变化电子云重新分布，分子结构的变化。物理吸附与化学吸附的区别:物理吸附由表面质点和吸附分子间的分子力引起。具体地是由静电力、诱导力、色散力等三种范德华力。物理吸附就好像蒸汽的液化只是液化发生在固体表面上罢了，不能对分子起到活化作用。非极性分子无偶极，但由于电子的运动，瞬间电子的位置使得原子核外的电荷分布对称性发生畸变，正负电荷重心发生瞬时不重合，因而产生瞬时偶极。色散力是非极性分子间因瞬时偶极作用而引起的一种分子间力。应用：测表面积和孔径分布。化学吸附由催化剂表面质点吸附分子间的化学键力引起，如同化学反应一样，而两者之间发生电子转移并形成离子型、共价型、自由基型、络合型等新的化学键。吸附分子往往会解离成原子、基团或离子。这种吸附粒子具有比原来的分子较强的化学吸附能力。因此，化学吸附是多相催化的必经步骤。应用：测活性表面积、测催化剂的金属分散度、测催化剂的酸性质、解释动力学等。化学吸附态：指分子或原子在固体催化剂表面进行化学吸附时的化学状态、电子结构及几何构型。化学吸附态及吸附物种的确定是多相催化研究的主要内容。意义：化学吸附态决定产物，反应物在催化剂表面上的不同吸附态，对形成不同的最终产物起着非常重要的作用。 10催化剂的织构性质；各种多孔催化剂吸附等温线的识别，滞后环的含义和产生原因等。催化剂孔结构：固体催化剂是具有发达孔隙结构的颗粒集合体，其孔结构不同，反应物在孔中的扩散情况和表面利用率都会发生变化，从而影响反应速度。孔结构对催化剂的选择性、寿命、机械强度和耐热等都有很大影响。因此，研究孔结构对改进催化剂、提高活性和选择性具有重要的意义。孔的类型：交联孔通孔闭孔盲孔。催化剂的孔体积或孔容，是催化剂内所有细孔体积的总和。每克催化剂颗粒内所有的体积总和称为比孔体积，或比孔容，以Vg表示。孔隙率:催化剂内孔的体积与颗粒总体积的比.孔分布测定方法：气体吸附法：可以测定半径小于20-30nm的中孔孔径分布和大于0.3nm微孔孔径分布；压汞法：测大孔孔径分布和孔径4nm以上的中孔孔径分部。I型等温线（Langmuir等温线）对含微孔的活性炭、硅胶和沸石等材料很常见的，对非孔性吸附剂较少见。单层可逆吸附过程，在2.5nm以下微孔吸附剂上的吸附等温线属于这种类型。II型等温线（s型等温线〕与IV型等温线一样，在低P/P0区都有拐点B，拐点B相当于单分子层吸附的完成。常称S型等温线，在自由表面和大孔固体（>50nm）的准自由表面上发生的多分子层可逆吸附过程。在低P/P0区曲线凸向上或向下，反映了吸附质与吸附剂相互作用的强或弱。III型等温线在整个压力范围内凸向下，曲线没有拐点B；较少见，是非孔或大孔材料的多分子层吸附, 吸附剂和吸附质相互作用很弱。吸附质对固体不浸润时的吸附，如水在石墨上的吸附。IV型等温线开始部分即低P/P0区，与II型等温线类似凸向上。在较高P/P0区，吸附明显增加，可能是发生了毛细管凝聚的结果。可能观察到滞后现象,即在脱附时得到的等温线与吸附时得到的等温线不重合。中孔（2-50 nm）固体最普遍出现的吸附行为，多数工业催化剂属于这种类型。V型等温线有吸附质与吸附剂之间作用微弱的特点，在高压区又表现出有孔填充。很少遇到，而且难以解释。滞后环：在多孔催化剂上吸附等温线常常存在所谓滞后环，IV型的等温线。即吸附等温线和脱附等温线中有一段不重叠，形成一个环。此区域内，在相等的压力下脱附时的吸附量总大于吸附时的吸附量。滞后环解释：吸附由孔壁的多分子层吸附和孔中凝聚两种因素产生，而脱附则仅由毛细管解凝聚而引起。就是说吸附时首先发生多分子层吸附，只有当孔壁上的吸附层达到足够厚时才能发生凝聚现象，而脱附时则仅发生毛细管中的液面上的蒸发。 11 多相催化反应本征动力学和宏观动力学的含义，内扩散和外扩散的概念及其消除方法；本征动力学又称微观动力学（Microkinetics），只涉及化学反应本身的速率与反应组分浓度、温度、催化剂和溶剂种类的影响。宏观动力学：还包括物理过程对催化反应的影响。内扩散: 反应物分子从颗粒外表面扩散进入到颗粒孔隙内部，或者产物分子从孔隙内部扩散到颗粒外表面的过程，称为内扩散。外扩散: 反应物分子从流体体相通过附在气、固边界层的静止气膜（或液膜）达到颗粒外表面，或者产物分子从颗粒外表面通过静止层进入流体体相的过程，称为外扩散。内扩散阻力：催化剂颗粒空隙内径和长度.消除方法：减小催化剂颗粒大小，增大催化剂空隙直径外扩散阻力：气固（或液固）边界的静止层消除方法：提高空速，改变催化剂装填高度，保证转化率不随反应物的流量改变。做本征动力学（Intrinsical kinetics）要消除内外扩散，做宏观动力学要考虑内外扩散。 12水热法的概念及其分类、典型的水热制备过程等。水热技术是在密闭的高压釜里，采用水溶液作为反应介质，通过对反应容器加热，创造一个相对高温高压的反应环境，使通常难溶或不溶的物质溶解并结晶。水热法可分为水热晶体生长、水热合成、水热反应、水热处理等，分别用来生长各种单晶、制备陶瓷粉体等。例如：利用水热合成可以合成大的单晶和新的沸石分子筛。水热合成的温度在150 ℃以下称为低温水热合成，温度在150 ℃以上称为高温水热合成。低温水热合成有利于得到孔径较大的沸石，大多数是出于非平衡状态的介稳相。 13 浸渍法较沉淀法制备催化剂的优点；浸渍法和沉淀法制备催化剂的过程及其典型实例分析。浸渍法的优点：可用已成型的载体（如氧化铝，氧化硅，活性炭，浮石等），浸渍后省去了成型；浸渍前载体的孔结构和比表面与浸渍催化剂的孔结构比表面有一定的关系，一般浸前载体的比表面稍大，可保证浸后催化剂的表面和孔结构的需要。负载组份利用率高，用量少（如贵金属）。可使少量的活性组分绝大多数分布在反应物能达到的表面上，如用浸渍法制备的铂重整催化剂Pt/Al2O3以单分子层形式分布在Al2O3表面。浸渍法过程：将载体置于含有活性组分的溶液中浸泡，达到平衡后将剩余液体除去（或将溶液全部浸入固体），再经干燥、煅烧、活化得催化剂。（载体载体的润湿浸渍干燥焙烧再浸渍干燥焙烧活化储藏）（Ni/Al2O3-负载型镍催化剂）沉淀法过程：在含金属盐类的水溶液中，加进沉淀剂，以便生成水合氧化物，碳酸盐的结晶或凝胶。将生成的沉淀物分离、洗涤、干燥后得催化剂。（溶解于溶剂中的组分加沉淀剂沉淀老化或二次沉淀过滤洗涤干燥焙烧粉碎混合成型）沉淀法制备催化剂的典型实例分析Al2O3（单组分沉淀法）先制成氧化铝水合物，再将其转化为Al2O3。
化工安全工程概论
《化工安全工程概论》作业 第二章课后思考讨论题： 1、危险化学品如何分类？ 答：危险化学品分为：爆炸品、压缩气体和液化气体、易燃液体、易燃固体和自燃物品及遇湿易燃物品、氧化剂和有机过氧化物、有害物品和有毒感染性物品、放射性物品、腐蚀品这八大类。 2、简答化学物质的生物危险。 答：（1）毒性危险。可造成急性或慢性中毒甚至致死。 （2）腐蚀性和刺激性危险。腐蚀性物质严重损伤活性细胞组织，如：酸和酸酐,碱,卤素和含卤盐等；刺激性物质和制剂与皮肤或粘膜接触，长期或重复接触会引起炎症。 （3）致癌性和致变性危险。致癌性物质或制剂通过呼吸、饮食、皮肤注射等进入人体诱发癌变；变异受影响的是人和动物的生殖细胞，生物变异会传至后代，躯体变异影响一生。 3、在下列铵盐中，具有爆炸性危险的是（B ） A.磷酸铵 B.硝酸铵 C.硫酸铵 D.碳酸铵 4、毒性物质的类别分为：（粉尘）、（烟尘）、（烟雾）、（蒸汽）、（气体） 5、氧差额是如何定义的？试计算三硝基甲苯的氧差额。 答：氧差额定义为系统的含氧量与系统中的碳、氢和其他可氧化的元素完全氧化所需的氧量之间的差值。
6、简述化学反应的类型及其危险性。 答:（1）燃烧。固体、液体或气体燃料氧化产生热量。燃烧炉点火时应特别注意物质的爆炸或燃烧极限。多数情况下燃烧需要点火，但对于反应性极强的物质，可以自燃。 （2）氧化。为了防止产物损失，必须采取措施限制氧化的程度。当使用以下强氧化剂时应特别注意：高锰酸盐、次氯酸及其盐、亚氯酸钠、二氧化氯、所有的氯酸盐、所有的过氧化物、硝酸、四氧化氮和臭氧等。为安全起见，常采用低浓度的反应物或低温条件。 （3）中和。除反应物迅速添加引起热效应外，这类反应较少危险。低浓度较易，控制。 （4）电解。电解几乎不存在反应危险。只存在高电流强度的危险，氰化物应用的毒性危险，以及可燃气体和高氧化态产物生成的爆炸危险。 （5）复分解反应。这类反应一般归人有很小驱动力、反应热较低的平衡类型，危险性较小。 （6）煅烧。煅烧作为吸热反应，易于控制，极少危险。 （7）硝化。由于硝化试剂是强氧化剂，而硝化产物常具有爆炸性，硝化反应潜在着危险。硝化反应本身以及氧化反应都是强放热反应。为避免反应失常或产生爆炸，必须精心控制反应温度。 （8）酯化。若酯化物质是强还原剂，如硝酸酯或高氯酸酯
催化剂发展史概述
催化剂发展史概述
催化剂发展史概述 萌芽时期（20世纪以前） 奠基时期（20世纪初） 金属催化剂 氧化物催化剂 液态催化剂 大发展时期（20世纪30～60年代） 工业催化剂生产规模的扩大 工业催化剂品种的增加 有机金属催化剂的生产 选择性氧化用混合催化剂的发展 加氢精制催化剂的改进 分子筛催化剂的崛起 大型合成氨催化剂系列的形成 更新换代时期（20世纪70～80年代） 高效络合催化剂的出现 固体催化剂的工业应用 分子筛催化剂的工业应用 环境保护催化剂的工业应用 生物催化剂的工业应用 中国催化剂工业的发展
从19世纪末至20世纪初，化学工业中利用催化技术的生产过程日益增多，为适应对工业催化剂的要求，逐步形成了产品品种多、制造技术进步、生产规模和产值与日俱增的催化剂工业。 萌芽时期（20世纪以前） 催化剂工业发展史与工业催化过程的开发及演变有密切关系。1740年英国医生J.沃德在伦敦附近建立了一座燃烧硫磺和硝石制硫酸的工厂，接着，1746 年英国J.罗巴克建立了铅室反应器，生产过程中由硝石产生的氧化氮实际上是一种气态的催化剂，这是利用催化技术从事工业规模生产的开端。1831年P.菲利普斯获得二氧化硫在铂上氧化成三氧化硫的英国专利。 19世纪60年代，开发了用氯化铜为催化剂使氯化氢进行氧化以制取氯气的迪肯过程。1875年德国人E.雅各布在克罗伊茨纳赫建立了第一座生产发烟硫酸的接触法装置，并制造所需的铂催化剂，这是固体工业催化剂的先驱。铂是第一个工业催化剂，现在铂仍然是许多重要工业催化剂中的催化活性组分。19世纪，催化剂工业的产品品种少，都采用手工作坊的生产方式。由于催化剂在化工生产中的重要作用，自工业催化剂问世以来，其制造方法就被视为秘密。 奠基时期（20世纪初） 在这一时期内，制成了一系列重要的金属催化剂，催化活性成分由金属扩大到氧化物，液体酸催化剂的使用规模扩大。制造者开始利用较为复杂的配方来开发和改善催化剂，并运用高度分散可提高催化活性的原理，设计出有关的制造技术，例如沉淀法、浸渍法、热熔融法、浸取法等，成为现代催化剂工业
催化剂厂2015.5月施工方案概论
兰州石化公司催化剂厂全白土联合 车间保温工程 施 工 方 案 施工单位建设单位 编制：审核： 审核： 批准：批准： 兰州市西固区第四建筑安装工程有限公司 二零一五年五月五日
兰州石化公司催化剂厂全白土联合车间保 温工程施工方案 工程概况 本工程为兰州石化公司催化剂厂全白土联合车间保温工程。其工程量为：根据催化剂厂全白土联合车间2015年4月份施工计划工程量如下：1、塔-3入口线Φ400管线长度4000，保温厚度100，挂网、抹水泥、缠布并刷漆，其中搭设脚手架2*6*2/1座；2、塔-4入口线，Φ500,长度1000，厚度100，包铁皮；3、容-29/2罐壁保温S=1㎡厚度100，挂网、抹水泥、缠布并刷漆，其中搭设脚手架2*2*2/1座；4、容-26/2罐壁保温，S=0.5㎡，厚度100，挂网、抹水泥、缠布并刷漆，其中搭设脚手架2*2*2/1座；5、交换厂房东侧，Φ500，长度1000，厚度100，抹水泥，缠布并刷漆，其中搭设脚手架4*4*8/1座；6、其他局部零星保温修复。 根据催化剂厂全白土联合车间2015年5月份施工计划工程量如下：除盐水循环水线腐蚀更换后保温恢复，管线DN80保温：复合硅酸盐保温管壳89*50*100，长度380米，挂网、抹水泥、缠布并刷漆，其中搭设脚手架10000*200*8000mm 2处，搭设脚手架10000*2000*9000mm 2处。 编制依据 《石油化工设备和管道隔热技术规范》SH3010-2000 《工业设备及管道绝热工程设计规范》GB50264-1997 《工业设备及管道绝热工程施工规范》GB50126-2008
《石油化工设备和管道涂料防腐技术规范》SH3022-1999 《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ 130―2011 《钢管脚手架、模板支架安全选用技术规程》DB11/T583-2008 施工前准备 1、施工技术准备： 积极组织技术人员认真熟悉施工现场，做好施工交底和技术交底的准备工作，备齐工程所需的资料和标准图集，编制施工图工程材料计划以及劳动力需求计划和工机具的需要情况。把工程的施工内容、施工计划和施工技术要求等，详尽的向施工人员讲解清楚，落实施工计划，制定技术责任制的必要措施。 2、劳动力准备 3、工机具准备
化工导论练习题+知识点
《化工导论》习题 第1章化工概述 1、请解释“化工”的含义，包括哪些内容？ 化学工业，化学工程和工艺的总称或其单一部分都可称为化工 2、请说明“化学工程”与“化学工艺”的关系。 两者相辅相成，密不可分 3、请说明“化学”与“化工”的区别与关系。 化学学科属于理科，化工学科属于工科 4、请举例说明化工在国民经济中起什么作用。 化学与农业：化肥，农药，农膜；化学与医药：化学合成制药，生物制药，中药制药；化学与能源；煤，燃料，天然气；化学与国防：火药，导弹，原子弹，人造卫星，核潜艇：化学与人类生活：衣食住行 5、请列举5个古代化学加工方法。 酿酒，染色，制陶，制药，火药 6、请简要说明世界近代化学工业的状况。 无机化学工业已经形成一个完整的酸碱氯体系，煤化工趋于成熟带的有机化学工业发展，炼油工业已有一定规模，但只应用于燃料未与化工联系，高分子染料医药有所发展，但其规模尚小 7、请简要说明世界现代化学工业的状况。 20世纪化学工业飞速发时期，60年代是化学工业真正成为大规模生产主要阶段，合成氨和石油化工得到飞速发展，高分子化工品种基本配齐形成大规模化，精细化工逐渐兴起，精细率成为新的化学工业发展标志。 8、我国化学工业的三位先驱人物是谁，他们有何贡献？ 范旭东：1914年与天津塘沽集资创办久大精盐股份有限公司，1917年创办永利制碱公司，1926年生产高质量三角牌纯碱 侯德榜：1921年在永利制碱厂担任技术员生产出优质碱，，用英文撰写“ 纯碱制造”1933年在纽约出版产生深远影响 吴蕴初：1923年创办天厨味精厂，1929年创办天原电化厂生产盐酸烧碱漂白粉，1934年创办天利氮气生产厂 第2章化工的科学基础 1、请描述化学工程的产生和发展历程。 形成阶段：19世纪末至20世纪30年代提出并发展单元操作 发展阶段：20世纪40年代至60年代各个二级学科相继问世 拓宽阶段：20世纪70,80年代后形成的新的交叉学科发展领域
光催化剂
光催化剂概述 第一篇 通俗意义上讲触媒就是催化剂的意思，光触媒顾名思义就是光催化剂。催化剂是加速化学反应的化学物质，其本身并不参与反应。光催化剂就是在光子的激发下能够起到催化作用的化学物质的统称。 光催化技术是在20世纪70年代诞生的基础纳米技术，在中国大陆我们会用光触媒这个通俗词来称呼光催化剂。典型的天然光催化剂就是我们常见的叶绿素，在植物的光合作用中促进空气中的二氧化碳和水合成为氧气和碳水化合物。总的来说纳米光触媒技术是一种纳米仿生技术，用于环境净化，自清洁材料，先进新能源，癌症医疗，高效率抗菌等多个前沿领域。 世界上能作为光触媒的材料众多，包括二氧化钛(TiO2)、氧化锌(ZnO)、氧化锡(SnO2)、二氧化锆(ZrO2)、硫化镉(CdS)等多种氧化物硫化物半导体，其中二氧化钛(Titanium Dioxide)因其氧化能力强，化学性质稳定无毒，成为世界上最当红的纳米光触媒材料。在早期，也曾经较多使用硫化镉(CdS)和氧化锌(ZnO)作为光触媒材料，但是由于这两者的化学性质不稳定，会在光催化的同时发生光溶解，溶出有害的金属离子具有一定的生物毒性，故发达国家目前已经很少将它们用作为民用光催化材料，部分工业光催化领域还在使用。 二氧化钛是一种半导体，分别具有锐钛矿(Anatase)，金红石(Rutile)及板钛矿(Brookite)三种晶体结构，其中只有锐钛矿结构和金红石结构具有光催化特性。 二氧化钛是氧化物半导体的一种，是世界上产量非常大的一种基础化工原料，普通的二氧化钛一般称为体相半导体以与纳米二氧化钛相区分。具有Anatase或者Rutile结构的二氧化钛在具有一定能量的光子激发下[光子激发原理参考光触媒反应原理]能使分子轨 道中的电子离开价带(Valence band)跃迁至导带(conduction band)。从而在材料价带形成光生空穴[Hole+]，在导带形成光生电子[e-],在体相二氧化钛中由于二氧化钛颗粒很大，光生电子在到达导带开始向颗粒表面活动的过程中很容易与光生空穴复合，从而从宏观上我们无法观察到光子激发的效果。但是纳米的二氧化钛颗粒由于尺寸很小，所以电子比较容易扩散到晶体表面，导致原本不带电的晶体表面的2个不同部分出现了极性相反的2个微区-光生电子和光生空穴。由于光生电子和光生空穴都有很强的能量，远远高出一般有机污染物的分子链的强度，所以可以轻易将有机污染物分解成最原始的状态。同时光生空穴还能与空气中的水分子形成反应，产生氢氧自由基亦可分解有机污染物并且杀灭细菌病毒。这种在一个区域内2个微区截然相反的性质并且共同达到效果的过程是纳米技术典型的应用，一般称之为二元论。该反应微区称之为二元协同界面。
催化剂发展现状及市场前景分析
中国催化剂行业现状调查研究及市场前景分析预测报告（2015年版） 报告编号：151A213 行业市场研究属于企业战略研究范畴，作为当前应用最为广泛的咨询服务，其研究成果以报告形式呈现，通常包含以下内容：
一份专业的行业研究报告，注重指导企业或投资者了解该行业整体发展态势及经济运行状况，旨在为企业或投资者提供方向性的思路和参考。 一份有价值的行业研究报告，可以完成对行业系统、完整的调研分析工作，使决策者在阅读完行业研究报告后，能够清楚地了解该行业市场现状和发展前景趋势，确保了决策方向的正确性和科学性。 中国产业调研网基于多年来对客户需求的深入了解，全面系统地研究了该行业市场现状及发展前景，注重信息的时效性，从而更好地把握市场变化和行业发展趋势。
一、基本信息 报告名称：中国催化剂行业现状调查研究及市场前景分析预测报告（2015年版）报告编号：151A213 ←咨询时，请说明此编号。 优惠价：￥7020 元可开具增值税专用发票 咨询电话：4006-128-668、0、传真：0 Email 网上阅读： 温馨提示：如需英文、日文等其他语言版本，请与我们联系。 二、内容介绍 二十一世纪包括石油炼制、石油化工、精细化工等在内的广义化学工业生产工艺技术应该是绿色的，而催化剂和催化工艺的发展在这场产业革命中起着关键性的作用。这对催化剂行业而言，既是一种严峻的挑战，又是一个巨大的发展机遇。 经过数十年的研究开发，我国已基本掌握当代世界主要先进的炼油技术，可以依靠自有技术建设千万吨级炼厂，对我国炼油工业的发展起到了重要的支撑作用。自70年代以来，我国引进大量石化装置和各种牌号的催化剂，这些催化剂经我国研究、消化、吸收，使我国石化催化剂有了长足的进步。目前，我国80%的催化剂实现了国产化，基本上满足市场需求。 催化剂用于催化环氧化物与二氧化碳的共聚反应合成聚烷撑碳酸酯，可广泛应用于低温隔氧薄膜、生物降解塑料、弹性体、胶粘剂、涂料等领域。合成该类聚合物不仅可以对工业上大量废弃且对环境造成极大危害的温室气体——二氧化碳加以有效利用，同时产物还具有生物降解性，不会带来通常塑料导致的白色污染，因而具有广阔的市场前景。