固体催化剂的构成

固体催化剂的构成

常用的催化剂有液体和固体两类，应用较多是固体催化剂。固体催化剂是具有不同形状（如球形、柱状或无定形等）的多孔性颗粒，在使用条件下不发生液化、汽化或升华。固体催化剂是由主催化剂、助催化剂和载体等多种组分按一定的配方生产的化学制剂。

主催化剂是催化剂不可或缺的成分，其单独存在时具有显著的催化活性，也称活性组分。例如，合成醋酸乙烯酯时所用催化剂的活性组分，乙炔法为醋酸锌，乙烯法是金属钯；加氢催化剂的活性组分为金属镍；邻二甲苯氧化生产苯酐催化剂的活性组分为五氧化二钒。

主催化剂常由一种或几种物质组成，如Pd、NI、V2 O5、MoO.、MoO3-Bi2 O3等。

助催化剂是单独存在时不具有或无明显的催化作用，若以少量与活性组分相配合，则可显著提高催化剂的活性、选择性和稳定性的物质。如在醋酸锌中添加少量的醋酸铋，可提高醋酸乙烯酯生产的选择性；乙烯法合成醋酸乙烯酯催化剂的活性组分是金属钯，若不添加醋酸钾，其活性较低，如果添加一定量的醋酸钾，可显著提高催化剂的活性。

助催化剂可以是单质，也可以是化合物。

载体是催化剂组分的分散、承载、黏合或支持的物质，其种类很多，如刚玉、浮石、硅胶、活性炭、氧化铝等具有高比表面积的固体物质。

主催化剂和助催化剂需经过特殊的理化加工，制成有效催化剂组分，然后通过浸渍、沉淀、混捏等工艺制成固体催化剂。

催化剂的组成与功能

催化剂的组成与功能 催化剂的组成：活性组分 载体 助催化剂 催化剂组分与功能关系： 一、 活性组分 它是催化剂的主要组分，有时由一种物质组成，有时由多种物质组成 如：乙烯氧化制环氧乙烷的银催化剂；丙烯氨氧化制丙烯腈用的钼和铋催化剂 2% 4% 6% 8% 10% 氨 含量 Mo的混合比 Mo-Fe合金组成与活性关系

活性组分的分类: 二、载体 载体是催化剂活性组分的分散剂、粘合剂和支撑物，是负载活性组分的骨架。 例如，乙烯氧化制环氧乙烷催化剂中的Ag就是负载在“α—Al2O3上的，这里的α—Al2O 3称为载体。 载体还常分为惰性载体与活性载体。严格来说，催化剂中的组分都不是惰性的，都对主剂与助剂有所影响，只不过活性载体的作用更为明显而已。 载体的作用与助催化剂的作用在很多方面有类似之处，不同的是载体量大，助催化剂量小；前者作用较缓和，后者较明显。另外，由于载体量大，可赋予催化剂以基本的物理结构与性能，如孔结构、比表面、宏观外形、机械强度等。此外，对主催化剂和助催化剂起分散作用，尤其对贵金属既可减少其用量，又可提高其活性，降低催化剂成本。作为高效催化剂，活

性组分与裁体的选择都非常重要。 下面是载体的分类和部分常见载体的种类： 催化剂的活性随载体比表面的增加而增加，为获得较高的活性，往往将活性组分负载于大比表面载体上。 载体与催化剂的活性、选择性、热稳定性、机械强度以及催化过程的传递特性有关，因此，在筛选和制造优良的催化剂时，需要弄清载体的物理性质和它的功能。 催化剂组分与含量的表示方法：例如：合成氨催化剂Fe—K2O—Al2O3用“—’将催化剂中的各组分隔开：加氢脱硫催化剂Co—Mo/α—Al2O3，斜线上为主剂和助剂，斜线下为载体。各组分的含量可用重量％、重量比表示，也可用原子％、原子比表示。

高中化学知识点-物质的组成,分类及变化

第 1 页 共 17 页 [考纲要求] 1.了解分子、原子、离子和原子团等概念的含义。2.理解物理变化与化学变化的区别与联系。3.理解混合物和纯净物、单质和化合物、金属和非金属的概念。4.理解酸、碱、盐、氧化物的概念及其相互联系。5.了解电解质的概念，了解强电解质和弱电解质的概念。 6.理解电解质在水中的电离以及电解质溶液的导电性。 7.了解胶体是一种常见的分散系，了解溶液和胶体的区别。 考点一 把握分类标准 理清物质类别 依据“标准”对物质进行分类 题组一 理解概念，准确判断

第 2 页 共 17 页 1．正误判断，正确的打“√”，错误的打“×” (1)同种元素组成的物质一定是纯净物(×) (2)强碱一定是离子化合物，盐也一定是离子化合物(×) (3)碱性氧化物一定是金属氧化物，金属氧化物不一定是碱性氧化物(√) (4)酸性氧化物不一定是非金属氧化物，非金属氧化物也不一定是酸性氧化物(√) (5)能电离出H ＋ 的一定是酸，溶液呈碱性的一定是碱(×) (6)在酸中有几个H 原子就一定是几元酸(×) (7)含有离子键的化合物一定是离子化合物，共价化合物一定不含离子键(√) (8)能导电的一定是电解质，不导电的一定是非电解质(×) (9)强电解质的导电性一定大于弱电解质的导电性(×) (10)盐中一定含金属元素(×) 题组二 高考试题概念判断汇编 2．正误判断，正确的打“√”，错误的打“×” (1)SiO 2既能和NaOH 溶液反应又能和氢氟酸反应，所以是两性氧化物(×) (2015·安徽理综，9D) (2)金刚石、白磷都属于单质(√) (2014·四川理综，2A) (3)漂白粉、石英都属于纯净物(×) (2014·四川理综，2B) (4)葡萄糖、蛋白质都属于高分子化合物(×) (2014·四川理综，2D) (5)黑火药由硫黄、硝石、木炭三种物质按一定比例混合制成(√) (2013·新课标全国卷Ⅰ，7D) (6)SO 2、SiO 2、CO 均为酸性氧化物(×) (2013·四川理综，2A) (7)福尔马林、水玻璃、氨水均为混合物(√) (2013·四川理综，2D) (8)BaSO 4的水溶液不易导电，故BaSO 4是弱电解质(×) (2013·天津理综， 1D) 识记常见混合物的成分与俗名 (1)水煤气：CO 、H 2

高中化学选修物质结构与性质历年高考题汇总

物质结构与性质（2014年-2019年全国卷） 1．[2019年全国卷Ⅰ] 在普通铝中加入少量Cu和Mg后，形成一种称为拉维斯相的MgCu2微小晶粒，其分散在Al中可使得 铝材的硬度增加、延展性减小，形成所谓“坚铝”，是制造飞机的主要村料。回答下列问题： （1）下列状态的镁中，电离最外层一个电子所需能量最大的是 (填标号)。 A． B． C． D． （2）乙二胺(H2NCH2CH2NH2)是一种有机化合物，分子中氮、碳的杂化类型分别是、。乙二 胺能与Mg2+、Cu2+等金属离子形成稳定环状离子，其原因是，其中与乙二胺形成的化合物 稳定性相对较高的是 (填“Mg2+”或“Cu2+”)。 （3）一些氧化物的熔点如下表所示： 解释表中氧化物之间熔点差异的原因。 （4）图(a)是MgCu2的拉维斯结构，Mg以金刚石方式堆积，八面体空隙和半数的四面体空隙中，填入以四 面体方式排列的Cu。图(b)是沿立方格子对角面取得的截图。可见，Cu原子之间最短距离x= pm，Mg原子之间最短距离y= pm。设阿伏加德罗常数的值为N A，则MgCu2的密度是 g·cm?3(列出计算表达式)。 2.[2019年全国卷Ⅱ]

近年来我国科学家发现了一系列意义重大的铁系超导材料，其中一类为Fe—Sm—As—F—O组成的化合物。回答下列问题： （1）AsH3的沸点比NH3的________（填“高”或“低”），其判断理由是______。 （2）Sm的价层电子排布式为4f66s2，Sm3＋价层电子排布式为________。 （3）比较离子半径F- O2-（填“大于”、“等于”或“小于”） (4)一种四方结构的超导化合物的晶胞如图1所示。晶胞中Sm和As原子的投影位置如图2所示。 图中F－和O2－共同占据晶胞的上下底面位置，若两者的比例依次用x和1－x代表，则该化合物的化 学式表示为____________；通过测定密度ρ和晶胞参数，可以计算该物质的x值，完成它们关系表达式：ρ＝_________g·cm－3。 以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置，称作原子分数坐标，例如图1中原子1的坐标为（,,），则位于底面中心的原子2和原子3的坐标分别为___________、__________. 3.[2019全国卷Ⅲ] 磷酸亚铁锂（LiFePO4）可用作锂离子电池正极材料，具有热稳定性好、循环性能优良、安全性高等 特点，文献报道可采用FeCl3、NH4H2PO4、LiCl和苯胺等作为原料制备。回答下列问题： （1）在周期表中，与Li的化学性质最相似的邻族元素是，该元素基态原子核外M层电子的自旋状态（填“相同”或“相反”）。 （2） FeCl3中的化学键具有明显的共价性，蒸汽状态下以双聚分子存在的FeCl3的结构式为，其中Fe的配位数为。

高中化学专题一(物质的组成、分类及变化)

高考化学复习资料（专题讲解+训练）专题一物质的组成、分类及变化 [考纲要求] 1.了解分子、原子、离子和原子团等概念的含义。 2.理解物理变化与化学变化的区别与联系。 3.理解混合物和纯净物、单质和化合物、金属和非金属的概念。 4.理解酸、碱、盐、氧化物的概念及其相互联系。 5.了解电解质的概念，了解强电解质和弱电解质的概念。 6.理解电解质在水中的电离以及电解质溶液的导电性。 7.了解胶体是一种常见的分散系，了解溶液和胶体的区别。 考点一把握分类标准理清物质类别 依据“标准”对物质进行分类

题组一理解概念，准确判断 1．正误判断，正确的打“√”，错误的打“×” (1)同种元素组成的物质一定是纯净物(×) (2)强碱一定是离子化合物，盐也一定是离子化合物(×) (3)碱性氧化物一定是金属氧化物，金属氧化物不一定是碱性氧化物(√) (4)酸性氧化物不一定是非金属氧化物，非金属氧化物也不一定是酸性氧化物(√) (5)能电离出H＋的一定是酸，溶液呈碱性的一定是碱(×) (6)在酸中有几个H原子就一定是几元酸(×) (7)含有离子键的化合物一定是离子化合物，共价化合物一定不含离子键(√) (8)能导电的一定是电解质，不导电的一定是非电解质(×) (9)强电解质的导电性一定大于弱电解质的导电性(×) (10)盐中一定含金属元素(×) 题组二高考试题概念判断汇编 2．正误判断，正确的打“√”，错误的打“×” (1)SiO2既能和NaOH溶液反应又能和氢氟酸反应，所以是两性氧化物(×) (2015·安徽理综，9D) (2)金刚石、白磷都属于单质(√)

(2014·四川理综，2A) (3)漂白粉、石英都属于纯净物(×) (2014·四川理综，2B) (4)葡萄糖、蛋白质都属于高分子化合物(×) (2014·四川理综，2D) (5)黑火药由硫黄、硝石、木炭三种物质按一定比例混合制成(√) (2013·新课标全国卷Ⅰ，7D) (6)SO2、SiO2、CO均为酸性氧化物(×) (2013·四川理综，2A) (7)福尔马林、水玻璃、氨水均为混合物(√) (2013·四川理综，2D) (8)BaSO4的水溶液不易导电，故BaSO4是弱电解质(×) (2013·天津理综，1D) 识记常见混合物的成分与俗名 (1)水煤气：CO、H2 (2)天然气(沼气)：主要成分是CH4 (3)液化石油气：以C3H8、C4H10为主 (4)裂解气：以乙烯、丙烯、甲烷为主 (5)水玻璃：Na2SiO3的水溶液 (6)王水：浓盐酸与浓硝酸的混合物(体积比3∶1)

第六节 催化剂的组成与功能

第六节催化剂的组成与功能 多相固体催化剂是目前石油化学等工业中使用比例最高的催化剂。 出早期用于加氢反应的Ni等极少数单组分催化剂外，大多数是多组分催化剂，这些组分，可根据其各自在催化剂中的作用，分别定义为: 1)主催化剂 又称活性组分，是多组分催化剂中的主体，是必备的组分。 ⑵. 载体 是活性组分的分散剂、黏合物或支撑体，是负载活性组分的骨架；载体的主要作用是提供孔结构和高表面积，同时增大催化剂的强度；活性物和助剂负载于载体上所得的催化剂，称为负载型催化剂；载体的种类很多，有天然的也有人工的，可分为低比表面积和高比表面积两类。载体的结构和性能不仅关系到催化剂的活性和选择性，还关系到催化剂的热稳定性、机械强度及传递特性等，选择载体时必需弄清其结构、性质和其它功能。 载体的功能 1. 载体的功能主要有⑴提供有效的表面和适宜的孔结构，维持活性组分高度分散；⑵增强催化剂的机械强度，使催化剂具有一定的形状和大小，应根据催化剂的强度要求来选择合适强度的体，粘结剂的加入可以补强；⑶改善催化剂的热传导性能，以满足反应过程的传热要求；⑷减少活性组分的用量，特别是贵金属的用量；⑸载体可提供附加活性，载体一般不要求有催化活性，但是如为目的反应的活性则对反应有利；⑹活性组分与载体之间的溢流现象和强相互作用，影响催化活性。 ⑶. 助催化剂 是催化剂的辅助成分，量较少；助剂本身无活性或活性很小，加入之后可以改变催化剂的化学组成和结构，从而能提高催化剂的活性、选择性、稳定性或寿命。助剂按作用机理的不同可分为结构型和电子型两类。结构性助剂：通过对载体和活性组分的结构作用，主要是提高活性组分的分散性和稳定性；电子型助剂：通过改变催化剂的电子结构，促进催化剂的选择性。例如，合成氨用的铁催化剂，通过加入少量的 Al2O3 使其活性提高，寿命大大延长。－－结构助剂。加人 K2O 使 Fe 原子的电子密度增加，提高其活性，所以 K2O 是电子型的助催化剂。 4)共催化剂 是和主催化剂同时起催化作用的物质。二者缺一不可。两者单独使用活性都很低，但组合起来却表现出很高的催化活性，所以称它们为共催化剂。 助催化剂和载体的区别 1．助催化剂和载体目的：都是为了提高催化剂的活性、选择性、寿命（抗烧结、积炭、中毒、流失）、耐热性、机械强度、耐磨损性等性能，功能有很多相似之处，但是有以下几点区别。 助催化剂和载体的比较： 载体：载体：用量大、且对用量不敏感；稳定性好；表面积大、孔径、孔体积确定，分别制备；与活性组分之间有时有相互作用；有时可以使用载体，也可以不使用。 2．助剂：用量较小、对用量敏感；经常使用多种助剂；常与主体催化剂结合，

关于固体催化剂的讨论与分析

关于固体催化剂的讨论与分析 催化剂在化学反应中引起的作用叫催化作用。固体催化剂在工业上也称为触媒。催化剂自身的组成、化学性质和质量在反应前后不发生变化;它和反应体系的关系就像锁与钥匙的关系一样，具有高度的选择性(或专一性)。一种催化剂并非对所有的化学反应都有催化作用，例如二氧化锰在氯酸钾受热分解中起催化作用，加快化学反应速率，但对其他的化学反应就不一定有催化作用。某些化学反应并非只有唯一的催化剂，例如氯酸钾受热分解中能起催化作用的还有氧化镁、氧化铁和氧化铜等等，氯酸钾制取氧气时还可用红砖粉或氧化铜等做催化剂。固体催化剂是现代催化技术发展的一个方向，其中最有代表性的当属固体酸、固体碱的工业化应用。 工业固体催化剂除必须具备尽可能高的活性、好的选择性以及长期稳定外，还必须具备较高的机械强度和良好的传热、传质、流体力学性质。 (1)活性 催化剂的活性是判断催化高低的标准。工业生产中常以在给定条件下，单位体积（或重量）催化剂在单位时间内所生成物重量，即所谓空时收率来表示活性。为了方便起见，常用在一定反应条件下（温度、反应物、浓度、空速等都固定）反应物转化的百分率（简称为转化率）来表示活性的大小。 (2)选择性 当化学反应在一定条件下可能有几个反应方向时，通常希望一种催化剂在一定条件下只对其中的一个反应方向其加速作用，这种专门对某一个人化学反应起加速作用的性能，称为催化剂的选择性。 (3)耐热和抗毒稳定性 耐热性：由于工业生产中操作条件不可能控制得十分精确，例如开工，停工时，操作温度会有变动，同时催化剂长期处于较高温度下，活性组分晶粒会因烧结而变大，使催化活性降低。因此工业催化剂需要有较宽温度范围的耐热性。 抗毒性：和实验室研究所用催化剂不同，工业催化剂所处理的原料往往含有较多的杂质，彻底清除这些杂质常常是不可能或是不经济的，因此工业催化剂需要较高的抗毒性，为此有时甚至还要牺牲一些活性 (4)机械强度

高中化学：物质的组成、性质和分类知识点

高中化学：物质的组成、性质和分类知识点 考点1 物质的组成 1.元素——宏观概念，说明物质的宏观组成。 元素是质子数相同的一类原子的统称。质子数相同的微粒不一定是同一种元素，因为微粒的含义要比原子广泛。 2.分子、原子、离子——微观概念，说明物质的微观构成。 (1)分子是保持物质化学性质的一种微粒。（单原子分子、双原子分子、多原子分子） (2)原子是化学变化中的最小微粒。（不是构成物质的最小微粒） (3)离子是带电的原子或原子团。（基：中性原子团） 3.核素——具有一定数目的质子和一定数目的中子的一种原子 同位素——具有相同质子数和不同中子数的原子互称为同位素 同素异形体——同种元素形成的结构不同的单质 特别提醒： 1.离子与基团： 2.同位素与同素异形体： [知识规律] 物质到底是由分子、原子还是离子构成？这与物质所属的晶体类型有关。如金刚石(C)、晶体Si都属原子晶体,其晶体中只有原子；NaCl、KClO3属离子晶体，其晶体中只有阴阳离子；单质S、P4属分子晶体,它们是由原子形成分子，进而构成晶体的。具体地： （1）由分子构成的物质（分子晶体）： ①非金属单质：如H2、X2、O2、O3、N2、P4、S、C60、稀有气体等 ②非金属氢化物：如HX、H2O、NH3、H2S等 ③酸酐：如SO2、CO2、SO3、P2O5、N2O5 等 ④酸类：如HClO4、HClO、H2SO4、H3PO4、H2SiO3等 ⑤有机物：如烃类、烃的衍生物、糖类、氨基酸等 ⑥其它：如NO、N2O4、Al2Cl6等 （2）由原子直接构成的物质（原子晶体）：稀有气体、金刚石、晶体硅、二氧化硅、碳化硅、石墨（混合型晶体）等； （3）由阴阳离子构成的物质（离子晶体）：绝大多数盐、强碱、低价金属氧化物。 （4）由阳离子和自由电子构成的物质（金属晶体）：金属单质、合金

新型固体酸催化剂的设计、制备及其在烷基化反应中的应用研究

新型固体酸催化剂的设计、制备及其在烷基化反应中的应用研究【摘要】：苯与长链烯烃烷基化反应制得的直链烷基苯、二苯醚与烯烃烷基化反应生成的烷基二苯醚是两类重要的工业反应中间体，它们经进一步的磺化、中和过程生产的烷基苯磺酸盐和烷基二苯醚磺酸盐是优良的阴离子表面活性剂，是现代合成洗涤剂工业产品中的主要成分。为适应当代环境保护的要求，化学工业必须走可持续发展之路，这就要求这两类工业烷基化反应采用新型的环境友好催化剂以取代传统的液体酸催化剂，同时提高产品的质量，增加可生物降解的直链烷基苯2位和3位异构体选择性，防止洗涤废液对环境造成污染。取代传统液体酸催化体系的途径，主要集中在催化剂的选择上，其中包括多种无机固体酸和有机固体酸，目前这些固体酸催化材料存在的主要缺点是反应选择性不高、反应条件苛刻以及催化剂失活等问题。本论文工作选取了氧化锆固体超强酸、离子液体和负载杂多化合物三种类型的催化材料加以研究。考察制备过程中各种影响因素的作用，并对所制备的催化剂进行傅立叶变换红外光谱、差热-热重、比表面与孔径分布、X射线粉末衍射等表征，通过利用氨气吸附红外光谱、氨气吸附-程序升温脱附等手段研究了固体酸的酸性质；将所制备的新催化材料应用于苯／二苯醚的烷基化反应，研究反应过程中各种条件参数的影响，以期达到提高反应转化率和异构体产物的选择性、提升产品质量、优化反应条件，以及催化剂高效优质的研究目的。研究的主要内容及基本结论如下：1．氧化锆固体超强酸的制备与催化芳香

族化合物与长链烯烃的烷基化反应研究，考察了锆源的选择、水解的温度、锆盐沉淀过程碱性物种的选择和滴加速度、碱化过程中的pH 值、沉淀陈化的温度和时间、氯离子存在与否、酸促进剂的种类和浓度、酸处理氧化锆的方式和时间、煅烧温度和时间等合成条件对最终制备的样品的催化性能的影响，其结果证明pH值、氧化锆的晶型、酸促进剂的浓度和处理时间、煅烧的温度和时间是制备过程中的关键因素，对催化剂的活性起决定性作用。在苯与1-十二烯的烷基化反应中，以氧摘要化错固体超强酸作为催化剂，设定条件参数为苯与1一十二烯的摩尔比10，353K，常压下反应1小时可得最好的实验结果。反应转化率100%，产品直链度100%，2位与3位异构体选择性高于60%，并克服了固体超强酸一次使用完全失活的缺点;在二苯醚与1一十二烯的烷基化反应中，在醚烯摩尔比5，温度343K、常压的反应参数下反应2小时得最佳的实验结果，反应转化率到达了67%以上，产物为单取代烷基二苯醚单一产品，均优于目前使用的无水三氯化铝催化剂;2.离子液体催化苯、二苯醚与1一十二烯的烷基化反应，设计合成了胺盐类、咪哇类阳离子与Aic卜一、Fea4-、PFe’、B凡‘、5042一、c几503一等阴离子两两组合而成的催化体系，研究不同阴阳离子的摩尔配比对离子液体催化剂催化性能的影响，得出在氯铝酸盐离子液体中，阴阳离子的摩尔比例为2的离子液体具有低温高活性的特点。氯铝酸盐阴离子组成的离子液体催化剂可在室温、常压条件下在1分钟内催化苯与1一十二烯的烷基化反应，原料中苯与1一十二烯的摩尔比例为10，单取代产品的直链度达到100%，2、3

催化剂的设计

存檔日期：存檔編號: 北京化工大學 研究生課程論文 課程名稱：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿ 課程代號：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿ 任課教師：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿ 完成日期：＿＿＿＿年＿＿＿月＿＿＿日 專業：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿ 學號：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿ 姓名：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿ 成績：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿

提高中光催化水分解光催化材料效率的半導體異質結型催化劑CaFe2O4–PbBi2Nb1.9W0.1O9設計 一、設想的描述 1、光催化水分解的目的及應用價值。 氫能已被普遍認為是一種理想、無污染的綠色能源，其燃燒值高且燃燒後唯一的產物是水，對環境不會造成任何污染，因此，氫能開發是解決能源危機和環境問題的理想途徑。在眾多氫能開發的手段和途徑中，通過光催化劑，利用太陽能光催化分解水制氫是最為理想和最有前途的手段之一；而開發高效、廉價的實用光催化劑是實現這一過程的關鍵，也成為當前國際能源材料領域的研究熱點之一。 2、光催化分解水反應機理 像其他的催化反應一樣,光催化水的分解開始當一個半導體催化劑開始吸收比它的帶隙能量強的光子。這些吸收使得處於導帶的電子被激發並且在半導體的價電子帶產生了空穴就像圖1展示的那樣。[1]光電子和空穴氧化和還原水，產生了2：1混合著的氫氣和氧氣通過以下的反應。 氧化反應：H2O + 2h+→2H+ + 1/2O2(1) 還原反應：2H+ + 2e?→H2 (2) 總的反應方程式：H2O →H2 + 1/2O2 (3) 總的反應方程包括四個電子轉移（每生成摩爾氧氣）通常是通過金屬和金屬氧化物助催化劑（在圖中用cat1和cat2表示）附著在半導體表面。這些助催化劑為催化反應提供電子和反應的活性中心。[2]這個反應包括標準Gibbs自由能變化△G=237KJ/mol（1.23eV每轉移一個電子）。實際上，一些超電勢可以加速

催化剂成分分析

催化剂成分分析-中化科学研究所 【中化科学研究所】在化学反应里能改变反应物化学反应速率（提高或降低）[1] 而不改变化学平衡，且本身的质量和化学性质在化学反应前后都没有发生改变的物质叫催化剂。据统计，约有90%以上的工业过程中使用催化剂，如化工、石化、生化、环保等。 催化剂在化学反应中引起的作用叫催化作用。固体催化剂在工业上也称为触媒。催化剂自身的组成、化学性质和质量在反应前后不发生变化；它和反应体系的关系就像锁与钥匙的关系一样，具有高度的选择性（或专一性）。一种催化剂并非对所有的化学反应都有催化作用，例如二氧化锰在氯酸钾受热分解中起催化作用，加快化学反应速率，但对其他的化学反应就不一定有催化作用。某些化学反应并非只有唯一的催化剂，例如氯酸钾受热分解中能起催化作用的还有氧化镁、氧化铁和氧化铜等等，氯酸钾制取氧气时还可用红砖粉或氧化铜等做催化剂。 在化工生产、科学家实验和生命活动中，催化剂都大显身手。例如，硫酸生产中要用五氧化二钒作催化剂。由氮气跟氢气合成氨气，要用以铁为主的多组分催化剂，提高反应速率。在炼油厂，催化剂更是少不了，选用不同的催化剂，就可以得到不同品质的汽油、煤油。化工合成酸性和碱性色可赛思催化剂。汽车尾气中含有害的一氧化碳和一氧化氮，利用铂等金属作催化剂可以迅速将二者转化为无害的二氧化碳和氮气。酶是植物、动物和微生物产生的具有催化能力的蛋白质，生物体的化学反应几乎都在酶的催化作用下进行，酿造业、制药业等都要用催化剂催化。 我们可在波兹曼分布（Boltzmann distribution）与能量关系图（energy profile diagram）中观察到，催化剂可使化学反应物在不改变的情形下，经由只需较少活化能（activation energy）的路径来进行化学反应。而通常在这种能量下，分子不是无法完成化学反应，就是需要较长时间来完成化学反应。但在有催化剂的环境下，分子只需较少的能量即可完成化学反应。

固体碱性催化剂材料的应用

龙源期刊网 https://www.wendangku.net/doc/d96661411.html, 固体碱性催化剂材料的应用 作者：伍浩鹏 来源：《科技风》2016年第20期 摘要：使用固体催化剂能够有效避免可溶解性的催化剂导致的麻烦，能够较容易地分立 产物和反应物并且不对环境造成破坏，固体酸碱性催化剂的应用尤为广泛，其中固体碱性催化剂的优势是其它固体或者液体催化剂所无法比的，固体碱性催化剂能够有效分立催化剂和溶剂，更重要的是不具有腐蚀性，但是有关专家对其研究甚少，笔者在这里探讨固体碱性催化剂材料的应用。 关键词：固体；碱性催化剂；材料；应用 目前，受到环境保护主题的影响，工业生产中如何有效保护环境成为热点问题，环境友好催化剂也就越来越受到关注。固体碱性催化剂有着高活性、反应条件低、易于分离产物及保护环境的优势，逐渐发展成为未来的环境友好型催化剂。大量的研究实践证明，很多化学反应都需要在碱性的环境下开展，特别对于精细化工等方面，人们对固体碱性催化剂的热情逐渐被点燃，对固体碱性催化剂的研究及应用，本文主要探讨一下几个方面。 1 KF型固体碱 KF型固体碱的研究比较早，通常其制成方法是把KF分散在各种各样的载体上例如像NaY沸石，、等等。实际上在1986年Ando等人就早就使用KF作为催化剂开展了苯酚邻甲酞化实验。Villemin等人也开始使用作为催化剂，在在氧化剂碘存在 下用烯烃和活泼亚甲基化合物反应合成了环丙烷衍生物。他们这一实验都给药物活性的环丙烷基二麟酸四乙醋的合成打下了基础。通过使用催化剂苯甲醛和丙二酸的反应观察发现，最终实验产物对象的收率很高，不同于之前使用的机碱，固体碱性催化剂省去了酸洗、水洗及干燥等步骤，操作方便，并且能够有效和产物对象分离开，避免了废弃碱液的排放。固体碱性催化剂可以被重复使用达到八次，稳定性好，是比较受欢迎的能够起到保护环境的催化剂。 之后，龚成斌等研究者针对以N为载体的新种类的固体碱也开展了探究，并且发现，这 种新型的固体碱的碱性强度是9.3-15之间的时候和经常被使用的固体碱有同样的催化强度。但是通过进行金属钠或者苯基钠的实验也可以制成有同样碱性强度的达到27以上的固体超强碱。同样在进行缩合反应的时候，其催化性能也很好，这一新领域值得学者们继续探讨。 2 含磷型固体碱 含磷型的固体碱使用比较少，属于新兴的，一般情况下，磷的存在形态是无机机态的就像、等等。当然，也有以有机磷为基础形式存在的。例如，曹胜利等人之前使用作为碱，有效催化了亚甲基化合物和卤代烷并得到了烷基化反应，此外，他们为了能够观察无水磷酸钾使用

催化剂设计

存档日期：存档编号: 北京化工大学 研究生课程论文 课程名称：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿ 课程代号：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿ 任课教师：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿ 完成日期：＿＿＿＿年＿＿＿月＿＿＿日 专业：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿ 学号：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿ 姓名：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿ 成绩：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿

提高中光催化水分解光催化材料效率的半导体异质结型催化剂CaFe O4–PbBi2Nb1.9W0.1O9设计 2 一、设想的描述 1、光催化水分解的目的及应用价值。 氢能已被普遍认为是一种理想、无污染的绿色能源，其燃烧值高且燃烧后唯一的产物是水，对环境不会造成任何污染，因此，氢能开发是解决能源危机和环境问题的理想途径。在众多氢能开发的手段和途径中，通过光催化剂，利用太阳能光催化分解水制氢是最为理想和最有前途的手段之一；而开发高效、廉价的实用光催化剂是实现这一过程的关键，也成为当前国际能源材料领域的研究热点之一。 2、光催化分解水反应机理 像其他的催化反应一样,光催化水的分解开始当一个半导体催化剂开始吸收比它的带隙能量强的光子。这些吸收使得处于导带的电子被激发并且在半导体的价电子带产生了空穴就像图1展示的那样。[1]光电子和空穴氧化和还原水，产生了2：1混合着的氢气和氧气通过以下的反应。 氧化反应：H2O + 2h+→ 2H+ + 1/2O2(1) 还原反应：2H+ + 2e?→ H2 (2) 总的反应方程式：H2O → H2 + 1/2O2 (3) 总的反应方程包括四个电子转移（每生成摩尔氧气）通常是通过金属和金属氧化物助催化剂（在图中用cat1和cat2表示）附着在半导体表面。这些助催化剂为催化反应提供电子和反应的活性中心。[2]这个反应包括标准Gibbs自由能变化△G=237KJ/mol（1.23eV每转移一个电子）。实际上，一些超电势可以加速反应，所以半导体能承受的电压应该大于等于1.6-1.8eV在水的分解中。为了吸收更多的可见光的照射，半导体的电压应该小于2.2eV。除此之外，为了还原和氧化水,导带应该位于一个比水的还原电势更负的位置(0V NHE),然而价电子带应该比水的氧化态更正(1.23V NHE)如图1。因此，可见光下水分解的催化材料应该满足这两个关于带隙能量（1.6-1.8eV

催化剂基本概念

催化剂的评价与表征 1 催化剂的组成 ①主催化剂：起主要催化作用的根本性物质。主催化剂也是催化剂中产生活性的只要部分，一般说来只有催化剂的局部位置才产生活性，它称作活性中心或活性部位。 ②共催化剂：化学反应中，含有两种单独存在时都具有催化活性的物质，但各自的催化活性大小不同，并且由于两者的组合使用导致催化活性大大提高。其中，活性大的为主催化剂，活性小的为共催化剂。有时两种物质单独存在时各自的催化活性都很小，难分主次。但两者组合起来可制成活性很高的催化剂，此时则彼此互为共催化剂。 ③助催化剂：助催化剂本身催化活性极低或并无催化活性，但只要在催化剂中添加少量的助催化剂，与活性组分产生某种作用，就能提高主催化剂的活性、选择性以及改善催化剂的耐热性、抗毒性、机械强度和寿命等性能。 ④载体：载体是固体催化剂特有的组分，主要是作为沉积催化剂的骨架。 2 化学催化分类 ①均相催化：包括气相均相催化和液相均相催化。均相催化活性高、选择性好、但催化剂与产物分离困难。均相催化剂是以分子或离子水平独立起作用的，可分为包括Lewis酸、碱在内的酸碱催化剂，可溶性过渡金属化合物(盐类和配合物)催化剂以及少数非金属分子催化剂。 ②多相催化：分为气-液相催化，气-固相催化、液-液相催化、液-固相催化和气-液-固相催化。多相催化体系都存在一个或多个相界面，其催化反应是在相界面上进行的。多相催化的催化剂易与产物分离可实现大规模生产和连续生产，但一般在高温高压下进行，能耗高，活性和选择性较低。 3 催化剂评价指标 催化剂的基本功能有活性、选择性和稳定性。理想催化剂最好能同时具有以上三个功能，但是实际中很难找到如此兼顾的催化剂，催化剂功能的相对重要顺序为：选择性>稳定性>活性。 ①催化剂的选择性：催化剂参与反应过程，因而催化剂对反应具有较高的选择性。当反应具有多种选择性时，催化剂对各个方向的活化能影响也不尽相同，从而得

固体酸催化剂的发展及应用文献综述

工业催化文献综述 固体酸催化剂的发展及应用 专业：化学工程与工艺 班级： 学生学号： 学生姓名： 完成时间： 1

一、引言 催化剂（catalyst）:是一种能够改变化学反应速度，而它本身又不参与最终产物的物质。：随着环境意识的加强以及环境保护要求的日益严格，，液体催化剂已完全满足不了化工产品的发展要求，然而新型固体酸催化剂却弥补了当前的一些不足，固体酸催化剂已成为催化化学的一个研究热点。与液体酸催化剂相比，固体酸催化反应具有明显的优势，固体酸催化在工艺上容易实现连续生产，不存在产物与催化剂的分离及对设备的腐蚀等问题。并且固体酸催化剂的活性高，可在高温下反应，能大大提高生产效率。还可扩大酸催化剂的应用领域，易于与其他单元过程耦合形成集成过程，节约能源和资源。关键词：固体酸催化剂 摘要：通过固体孙催化剂在有机合成反应中的应用，说明固体酸催化剂的优越性，介绍了固体酸催化剂技术应用的进展，指出了固体酸催化剂应用存在的主要问题 1固体酸催化剂的定义及分类 1.1定义 一般而言，固体酸可理解为凡能碱性指示剂改变颜色的固体，或是凡能化学吸附碱性物质的固体。按照布朗斯泰德和路易斯的定义，则固体酸是具有给出质子或接受电子对能力的固体。 固体酸是催化剂中的一类重要催化剂，催化功能来源于固体表面上存在的具有催化活性的酸性部位，称酸中心。它们多数为非过渡元素的氧化物或混合氧化物，其催化性能不同于含过渡元素的氧化物催化剂。这类催化剂广泛应用于离子型机理的催化反应，种类很多。此外，还有润载型固体酸催化剂，是将液体酸附载于固体载体上而形成的，如固体磷酸催化剂。 1.2固体酸的分类 （1）固载化液体酸HF/Al2O3,BF3/AI2O3,H3PO4/硅藻土 （2）氧化物简单Al2O3,SiO2,B2O3,Nb2O5 复合Al2O3-SiO2,Al2O3/B2O3 （3）硫化物CdS ZnS 2 （4）金属磷酸盐AlPO4,BPO 硫酸盐Fe2(SO4)3,Al2(SO4)3,CuSO4

高中化学知识点总结：物质的组成、性质和分类

高中化学知识点总结：物质的组成、性质和分类 （一）掌握基本概念 1．分子 分子是能够独立存在并保持物质化学性质的一种微粒。 （1）分子同原子、离子一样是构成物质的基本微粒． （2）按组成分子的原子个数可分为： 单原子分子如：He、Ne、Ar、Kr… 双原子分子如：O2、H2、HCl、NO… 多原子分子如：H2O、P4、C6H12O6… 2．原子 原子是化学变化中的最小微粒。确切地说，在化学反应中原子核不变，只有核外电子发生变化。 （1）原子是组成某些物质（如金刚石、晶体硅、二氧化硅等原子晶体）和分子的基本微粒。 （2）原子是由原子核（中子、质子）和核外电子构成的。 3．离子 离子是指带电荷的原子或原子团。 （1）离子可分为： 阳离子：Li+、Na+、H+、NH4+… 阴离子：Cl–、O2–、OH–、SO42–… （2）存在离子的物质： ①离子化合物中：NaCl、CaCl2、Na2SO4… ②电解质溶液中：盐酸、NaOH溶液… ③金属晶体中：钠、铁、钾、铜… 4．元素 元素是具有相同核电荷数（即质子数）的同—类原子的总称。 （1）元素与物质、分子、原子的区别与联系：物质是由元素组成的（宏观看）；物质是由分子、原子或离子构成的（微观看）。 （2）某些元素可以形成不同的单质（性质、结构不同）—同素异形体。 （3）各种元素在地壳中的质量分数各不相同，占前五位的依次是：O、Si、Al、Fe、Ca。5．同位素 是指同一元素不同核素之间互称同位素，即具有相同质子数，不同中子数的同一类原子互称同位素。如H有三种同位素：11H、21H、31H（氕、氘、氚）。 6．核素 核素是具有特定质量数、原子序数和核能态，而且其寿命足以被观察的一类原子。 （1）同种元素、可以有若干种不同的核素—同位素。 （2）同一种元素的各种核素尽管中子数不同，但它们的质子数和电子数相同。核外电子排布相同，因而它们的化学性质几乎是相同的。 7．原子团 原子团是指多个原子结合成的集体，在许多反应中，原子团作为一个集体参加反应。原子团有几下几种类型：根（如SO42-、OHˉ、CH3COOˉ等）、官能团（有机物分子中能反映物质特殊性质的原子团，如—OH、—NO2、—COOH等）、游离基（又称自由基、具有不成价电子的原子团，如甲基游离基·CH3）。

催化剂工程设计论文

催化剂工程进展评述 杨闯 （北京化工大学，北京 102200） 摘要：催化剂工程是一门比较前言的新学科，在推动化学产业及其他工业产业的发展中有举足轻重的地位。在基于工业催化剂的生产制造、评价测试、设计开发和操作使用上，它涉及到多学科的交叉渗透。随着现代物理手段和电子计算机的介入，已经取得了新的发展。为了更好地认识和掌握该学科，促进催化剂在工业中应用，有必要研究其当前的的发展状况。 关键字：催化剂工程；评价测试；设计开发；操作使用；工业催化剂 The Reviewed of Catalyst Engineering Progress Yang Chuang （Beijing University of Chemical Technology，Beijing 102200，China） Abstract:Catalyst engineering is a comparative introduction of new discipline,and has a pivotal position in the development of the chemical industry and other industries .Based on the industrial catalyst evaluation test,design and development, and the use of operation,catalyst engineering involves multi-discipline cross penetration.With the intervention of modern physical means and computer,it has made a new development.In order to better understand and master the discipline,and promote the application of catalyst in industry ,it is necessary to study its current development situation. Key words：catalyst engineering;evaluation test；design and development；the use of operation；industrial catalyst 引言 20世纪下半叶以来，催化剂科学和技术飞速发展，催化剂的更新换代日新月异，新型催化剂已经渗透到石油炼制工业、化学工业、高分子材料工业、生物化学工业、食品工业、医药工业以及环境保护产业的绝大部分工艺过程中[1]。 经典的催化科学涵盖面广，然而，应用于化工生产的催化科学适于将其研究领域划分为工业催化剂和催化剂工程两个不同层次的子领域。前者偏重于工艺和普及，后者重于工艺和提高。目前，催化剂工程仍然是一门前言新学科，它立足于经典催化剂科学和化学动力学、化学反应工程学、计算机应用化学以及表面物理化学等多学科的交界面上，以工业催化剂的制造生产、评价测试、设计开发、操作使用等工程问题为其研究对象[2]，是化工行业专门人才所必备的基本知识。由于现代物理手段的介入，以及电子计算机用于化工催化，已经大大帮助了人们认清催化剂现象背后的物理化学本质，从而充实了催化剂理论的准确性以及预见性，并且大大提高了工业催化剂设计开发的速度、质量和效益，同时使之由长期以来的盲目定型试探，向精确的定量计算转化，进而由技艺型向科学型转化，这一发展形式已使人们看到了化工催化这一革命性转变的前兆。 需要指出的是，催化剂工程与我们所熟悉的化学反应工程既有联系又有区别。前者以研究反应器中运转的催化剂为主，后者则以研究工业反应器为主。一旦定型的工业反应器，其结构往往相对稳定，更新较慢。然而，催化剂定型生产后，换代开发却相当的频繁，随之而来的装置扩容、挖潜、节能、增效等成果就源源而来，而若将两者有机的结合起来，将会产生更多更好的研究成果来。 在本文中将从催化剂的制造生产、评价测试、设计开发和操作使用等方面的进展对催化剂工程进行简单评述。

固体酸催化剂的研究进展讲课稿

炭基固体酸催化剂的研究进展 摘要 酸催化反应在化工工业生产中广泛应用，目前工业上硫酸、盐酸等液体酸催化剂使用较普遍，液体酸存在一次性消耗大、对设备腐蚀严重、后处理困难，对环境污染较大等缺点。固体酸催化剂作为一种新型的环保材料，在化工生产中的应用变得越来越广泛，主要用于缩酮缩醛反应、水解反应、烷基化反应、酯化反应等。其中，炭基固体酸催化剂是近年来较为热门的研究课题，以葡萄糖、淀粉、蔗糖、纤维素作为原料在一定条件下制备新型固体酸催化剂。炭基固体酸催化剂酸量高、催化活性和选择性好、易回收再生使用和对设备腐蚀性小等优点。本文简单介绍生物质炭基固体酸催化剂的制备原料、分类及制备方法，分析其作为催化剂的作用机理，简述炭基固体酸催化剂的现状并展望其发展前景及方向。 （正文部分） 碳基固体磺酸作为一种新型的固体酸催化剂，具有催化活性高、酸密度大、后处理简单、价格低廉等优点。目前碳材料种类繁多且存储量巨大，其中木纤维原料作为碳材料的一种，是可再生能源，在环境、能源状况日渐恶化的今天具有重要利用价值。炭基固体酸催化剂指的是以炭材料为载体，在其表面上负载一些酸性基团或者固体酸，使其具备液体的B 酸及L 酸活性中心。由于炭材料具有疏水性的特点，使得反应后的分离操作变得简单且催化剂易于回收，其巨大的比表面积能够提高其催化活性，近年来，有关炭基固体酸的研究在国内外均有报道。 1.炭基固体酸分类 以炭基固体酸载体的不同可将其分为两类：一类为以碳材料为载体，在其表面键合上 -SO3H 基团的磺化碳固体酸；另一类为以活性炭为载体，在其表面负载上杂多阴离子的活性炭载杂多酸催化剂。 根据结构不同可以将磺化碳基固体酸分为普通碳基固体酸、多孔碳基固体酸和有序中孔碳基固体酸三种。普通碳基固体酸的孔道结构为大孔，比表面积一般小于5 m2/g,这种材料以无定型炭的形式存在，孔道无序排列；多孔碳基固体酸的孔道大部分都为中孔，比表面积可达到1000m2/g以上，孔道无序排列，孔径分布和比表面积的大小由制备方法决定；有序中孔碳基固体酸的孔道为中孔，比表面积一般高于400 m2/g，这些孔道以一定的形状有序排列，孔道形状、孔径大小和比表面积由模板剂类型和制备方法决定。 2.炭基固体酸原料及制备方法 2.1炭基固体酸催化剂的原料

(完整版)高中化学选修3物质结构与性质全册知识点总结(最新整理)

高中化学选修3知识点总结 主要知识要点： 1、原子结构 2、元素周期表和元素周期律 3、共价键 4、分子的空间构型 5、分子的性质 6、晶体的结构和性质 （一）原子结构 1、能层和能级 （1）能层和能级的划分 ①在同一个原子中，离核越近能层能量越低。 ②同一个能层的电子，能量也可能不同，还可以把它们分成能级s、p、d、f，能量由低到高依次为s、p、d、f。 ③任一能层，能级数等于能层序数。 ④s、p、d、f……可容纳的电子数依次是1、3、5、7……的两倍。 ⑤能层不同能级相同，所容纳的最多电子数相同。 （2）能层、能级、原子轨道之间的关系 每能层所容纳的最多电子数是：2n2（n：能层的序数）。

2、构造原理 （1）构造原理是电子排入轨道的顺序，构造原理揭示了原子核外电子的能级分布。 （2）构造原理是书写基态原子电子排布式的依据，也是绘制基态原子轨道表示式的主要依据之一。 （3）不同能层的能级有交错现象，如E（3d）＞E（4s）、E（4d）＞E（5s）、E（5d）＞E（6s）、E（6d）＞E（7s）、E（4f）＞E（5p）、E（4f）＞E（6s）等。原子轨道的能量关系是：ns＜（n-2）f ＜（n-1）d ＜np （4）能级组序数对应着元素周期表的周期序数，能级组原子轨道所容纳电子数目对应着每个周期的元素数目。 根据构造原理，在多电子原子的电子排布中：各能层最多容纳的电子数为2n2 ；最外层不超过8个电子；次外层不超过18个电子；倒数第三层不超过32个电子。 （5）基态和激发态 ①基态：最低能量状态。处于最低能量状态的原子称为基态原子。 ②激发态：较高能量状态（相对基态而言）。基态原子的电子吸收能量后，电子跃迁至较高能级时的状态。处于激发态的原子称为激发态原子。 ③原子光谱：不同元素的原子发生电子跃迁时会吸收（基态→激发态）和放出（激发态→较低激发态或基态）不同的能量（主要是光能），产生不同的光谱——原子光谱（吸收光谱和发射光谱）。利用光谱分析可以发现新元素或利用特征谱线鉴定元素。 3、电子云与原子轨道 （1）电子云：电子在核外空间做高速运动，没有确定的轨道。因此，人们用“电子云”模型来描述核外电子的运动。“电子云”描述了电子在原子核外出现的概率密度分布，是核外电子运动状态的形象化描述。