负载型金催化剂的研究及应用
化工07-3 张波
摘要讨论了有关金属催化剂的相关知识并着重介绍了负载型金催化剂的发展、常用的制备方法及应用，金催化剂的性能，展望了金催化剂的前景。
关键词负载型金催化剂制备性能应用
Supported Gold Catalysts for Research and Application
chemicial engineering and technology class of 073 zhangbo
Abstract This paper discusses the metal catalyst-related knowledge and highlights the development of supported gold catalysts, commonly used preparation methods and application of the performance of gold catalysts and looking forward to the prospect of the gold catalyst.
Key words supported gold catalyst preparation, performance, application
1金属催化剂的概述
存在少量就能显着加速反应而不改变反应的总标准吉布斯函数变的物质称为该反应的催化剂。金属催化剂是一类重要的工业催化剂。主要包括块状催化剂，如电解银催化剂、融铁催化剂、铂网催化剂等；分散或者负载型的金属催化剂，如Pt-Re/-Al2O3重整催化剂，Ni/Al2O3加氢催化剂等。?几乎所有的金属催化剂都是过渡金属，这与金属的结构、表面化学键有关。金属适合于作哪种类型的催化剂，要看其对反应物的相容性。发生催化反应时，催化剂与反应物要相互作用。除表面外，不深入到体内，此即相容性。如过渡金属是很好的加氢、脱氢催化剂，因为H2很容易在其表面吸附，反应不进行到表层以下。但只有“贵金属”（Pd、Pt，也有Ag）可作氧化反应催化剂，因为它们在相应温度下能抗拒氧化。
2金催化剂的发展
金一直被认为是化学惰性最高的金属[1] ,由于其化学惰性和难于高分散,一般不被用来作为催化剂。但是到80年代,Haruta 发现担载在过渡金属氧化物上的金催化剂,不仅对CO 低温氧化具有很高的催化活性,而且还具有良好的抗水性、稳定性和湿度增强效应[2 ,3 ] , 另一方面, 作为一种贵金属催化剂, 金催化剂具有商业化的经济优势，致使人们对其催
化特性产生了极大兴趣和关注。所以,有关金催化剂的研究和开发日益活跃。
响金催化剂催化性能的因素
金催化剂的催化活性主要受其本身三个因素的影响：（1）载体金属氧化物的种类; （2）金颗粒的大小;（3）金颗粒和载体间的接触结构及其相互作用。以上三个因素均与金催化剂的制备方法密切相关。
催化剂的制备的常用方法
浸渍法( Impregnation 简称IMP 法) [4]
作为制备贵金属催化剂最传统最简单的方法,它是将多孔性载体氧化物浸渍于含有
活性组分(如HAuCl
4·3H
2
O、AuCl
3
或KAu (CN)
2
等) 的溶液中,干燥后再经后处理过程得
到催化剂样品,但是该法制备出的金催化剂分散度较低。
离子交换法( Ion exchange 简称IE法) [5，6]
将HAuCl
4
水溶液与NaY分子筛于80℃下共热,使之与分子筛作用以取代载体表面或内部的H+ (或Na + ) ,再经焙烧等活化处理即可,该法对于制备Y型分子筛作载体的金催化剂最为有效。
共沉淀法( Coprecipitation 简称CP 法)
将HAuCl
4
的水溶液和相应载体氧化物的金属硝酸盐水溶液(如硝酸铁) 加入到碱性沉淀剂的水溶液中,同时得到两种氢氧化物的共沉淀物,再经过滤、洗涤、干燥及一定温度的焙烧处理即得到金催化剂。沉淀过程既可采用正加法也可以采用反加法。目前采用共沉淀法已可以制备出金担载量达10 (wt) %的高活性催化剂粉末样品和气体传感器材料。
沉积-沉淀法(Deposition2precipitation 简称DP 法) [7，8]
将金属氧化物载体加入到HAuCl
4
的水溶液中,加碱中和并选择适当反应条件使之沉积在载体表面上,随后进行过滤、洗涤、干燥等后处理。该法的优点在于:活性组分不会被包埋在载体内部,而是全部保留在载体表面上,提高了活性组分的利用率;得到的催化剂金颗粒尺寸分布较窄,比较均匀;可以通过选择载体的形状而得到各种不同形状的成型金催化剂。该法对于制备低负载量的金催化剂非常有效,但要求载体有较高的有效表面积
而且不适用于有较低零电荷点的金属氧化物载体,如SiO
2和SiO
2
-Al2O3 等。
化学蒸发沉积法( Chemical vapor deposition 简称CVD 法)[9，10]
将挥发性的有机金化合物蒸气导入有较高比表面积的金属氧化物载体中,使之吸附
于载体上,经空气中焙烧可使有机金化合物分解成小颗粒的金。这种方法可以广泛地应用于各种不同的金属氧化物载体上,它甚至可以将金以纳米级颗粒沉积在一些不适用沉积-沉淀法的酸性金属氧化物载体上。
合金氧化法( Oxidation of amorphous alloys)[11]
该法是制备ZrO
2
负载的金催化剂过程中采用的独特方法。Shibata 等报道了通过电
弧熔融再冷却得到Au
2Zr 合金,然后经氧化处理可以制得具有催化活性AuPZrO
2
催化剂。
Baiker 等采用熔融旋压冷却得到Au
5 FeZr
14
和Au
5
AgZr
14
合金,后经280℃氧化处理,而制
得AuPFe
2O
3
PZrO
2
、AuPAg
2
OPZrO
2
催化剂,
CO 氧化反应活性中心金的活化机理如下
CO 氧化反应活性中心金的活化机理如下:
Au3 + ∶d86s0 (催化剂前体)活化处理
Auδ+ ∶d10 -δ6s1 (催化剂)
金催化剂上活性中心的可能化学状态是部分氧化态的金(Auδ+ ) ,其最外层未占满的d 轨道,与Pt 的外层d 轨道结构相似。由此,可以理解惰性的金变成了对CO 氧化非常活泼的
催化剂。也有人提出负载于Al
2O
3
上的金催化剂,在进行醇的部分氧化和CO 的完全氧化时,
其活性中心是Au +。
负载型金催化剂的应用
主要有两方面：一方面负载型金催化剂被认为能用于常温下的环境保护和防治, 另一方面负载型金催化剂被认为有望促进某些新的、有利于环境保护的化学反应过程的进行。
CO 的选择性氧化
降低燃料电池成本的一个有效的方法就是利用甲醇重整产生的富氢气体。通常这种
混合物中含75%的H
2、24%的CO
2
和1%的CO。CO 的存在会导致Pt催化剂中毒, 因此就要除
去CO , 而对CO 的选择性氧化是一种较有效的方法。负载型Au/MnO x 催化剂, 显示了较强的催化氧化CO 的活性,Au/MnO x 催化剂具有如下的优点:（1）Au/ MnO x催化剂的催化反应温度在400K以下,（2）Au/ MnO x 在原料气中含有CO2和H2O 的情况下, 能够保持活性;（3）Au/ MnO x 催化剂催化氧化CO 和H2的温差较大, 有利于选择性催化氧化CO。另外, 金催化剂还能催化CO 和H
2
的共同消除。这在合成尿素中是很重要的。
1 ,
2 - 二醇类的选择性液相氧化
金催化剂在1,2-二醇类的液相选择性氧化, 特别是用于制备羟基乙酸和乳酸方面显示了很高的活性。金催化剂催化1,2-乙二醇、1,2-丙二醇生成相应的α- 羟基羧酸的选择性很高, 可达90%-100% , 转化率也在80%～90%之间。相对于Pt/C、Pd/ C 催化剂, Au/C 催化剂具有如下优点: （1）Au/C 催化剂不易于诱导C—C 键的断裂, 而易选择性催化一个羟基基团的氧化;（2）Au/C 催化剂具有更高的选择性;（3）Au/C 催化剂具有更长的寿命。
二氧化碳的氢化
随着对温室效应的关注,人们对于利用CO
2
氢化合成甲醇产生了浓厚的兴趣, 尽管许
多人试图采用贵金属, 但结果都无法与商业化催化剂Cu/ZnO-Al
2O
3
相比。在所有金催化
剂中,Au/ZnO具有最高的催化生成甲醇的活性和选择性,其活性比Cu/ZnO-Al
2O
3
稍低, 但
比Cu/ZnO 高。如果将金负载在TiO
2
上,则将催化反应沿着逆水气转换反应的方向进行。
金微粒粒径对CO
2
氢化生成甲醇的速率也是有影响的, 如甲醇生成速率随着金微粒粒径的减小有明显的加快。由于高分散的金催化剂具有较多的金- 载体界面, 从而加强了金-载体的协同作用。而这种协同效应是金催化剂具有高活性的主要原因。
低温水气转换反应
水气转换反应是一种重要的化工过程,金催化剂催化水气转换反应的活性与载体有
关。使用共沉淀法制备的Au/TiO
2
, 比起Au/α- Fe2O3有更好的催化水气转换反应活性。Au/α- Fe2O3的活性又高于Au/Al2O3。负载在适当载体上的高分散的纳米金具有较好的催化水气转换反应的能力。
催化剂的前景展望
金催化领域的研究刚刚开始并已经显示出了巨大的研究潜力。作为一类新的诱人的氧化反应催化剂, 金负载型催化剂是最基本的活性组分。我有信心地相信在不久的将来该领域一定能取得许多新的进展并获得更多的研究成果。
参考文献
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贵金属催化剂的应用 XXX （XXXX院，XX级应用化工技术XXX班衡阳421002） 摘要：叙述贵金属催化剂在技术经济领域中的重要地位及其应用研究发展态势， 井探讨汽车尾气净化用贵金属催化剂研究进展. 关键词：贵金属,合金，汽车尾气，净化 概述 贵金属催化剂(precious metal catalyst)一种能改变化学反应速度而本身又不参与 反应最终产物的贵金属材料。几乎所有的贵金属都可用作催化剂，但常用的是铂、钯、铑、银、钌等，其中尤以铂、铑应用最广。它们的d电子轨道都未填满，表面易吸附反应物，且强度适中，利于形成中间“活性化合物”，具有较高的催化活性，同时还具有耐高温、抗氧化、耐腐蚀等综合优良特性，成为最重要的催化剂材料。贵金属催化剂对于国家的经济建设与环境和公众健康有着密切的关系。如化学工业和石油加工业的发展均取擞于催化反应，全世界85％以上的化学工业都与催化反应有关。1930—1980年初．美国化工部门63种主要产品与34种工艺过程的革新是由化学工业带来的，其中超过60％的产品与90％的过程是基于催化过程。一个新的催化过程商业化需要大量的投资，时问长达10一15年，催化剂的研究促使这个时间滞后减至最小。公众对于化学品与工业排放物对环境的污染及治理生存空间状况越来越关注，许多现代化的低成本且节能的环境技术是与催化技术相关的。汽车尾气排放控制是国际性的战略问题．美国和部分欧洲国家此项催化剂得到了很好地发展和应用，某些国家也在符合排放的指令性指标之上还要求在本世纪末尾气排放减至1／10E 。此外，有机废物的生物降解，土壤、污水和地下水污染物处理，净化石油污染物等都与贵金属催化剂密不可分。现代减少化学品对环境损害的三大策略是：尽可能减少废弃物、废气排放减少和整治措施，贵金属催化剂在其中将发挥巨大作用。 简史 1831年英国菲利普斯提出以铂为催化剂的接触法制造硫酸，到1875年该法实现工业化，这是贵金属催化剂的最早工业应用。此后，贵金属催化剂的工业化应用层出不穷。1913年，铂网催化剂用于氨氧化制硝酸；1937年Ag／Al2O3催化剂用于乙烯氧化制环氧乙烷；1949年，Pt／Al2O3催化剂用于石油重整生产高品质汽油；1959年，PdCl2-CuCl2催化剂用于乙烯氧化制乙醛；到本世纪60年代末，又出现了甲醇低压羰基合成醋酸用铑络合物催化剂。从1974年起，汽车排气净化用贵金属催化剂(以铂为主，辅以钯、铑)大量推广应用，并很快发展为用量最大的贵金属催化剂。贵金属催 化剂开发应用百余年(1875～1994年)来，其发展势头长盛不衰。新的品种、新的制备
工业催化试卷及答案 Document number【SA80SAB-SAA9SYT-SAATC-SA6UT-SA18】
一、单项选择题（每小题 1 分，共 10 分） 1．为催化剂提供有效的表面和适宜孔结构的是（） A．活性组分B．载体 C．助剂 D．助催化剂 2．BET等温式属于五种吸附等温线中的类型（） A．I B．II C．III D．IV 3．能给出质子的称为（） A．B酸 B．B碱 C．L酸 D．L碱 4．工业上氧化乙烯制环氧乙烷的催化剂是（） A．Cu/γ-Al 2O 3 B．Ag/α-Al 2 O 3 C．Ag/γ-Al 2O 3 D．Ni/γ-Al 2 O 3 5．所有金属催化剂几乎都是过渡金属，主要是因为它们______（）A．易失去电子 B．易得到电子 C．易强烈吸附反应物D．有着d电子结构 6．X型分子筛最大孔径约为（） A． B． C．D． 7．金属在载体上的细微程度用（） A．分散度表示 B．单层分布表示 C．粒度表示 D．比表面表示 8．Ziegler-Natta催化属于（） A．酸催化 B．金属催化 C．金属氧化物催化 D．络合催化 9．下面属于n型半导体的是（） A．ZnO B．NiO C．Cu 2 O D．CuO 10．将燃料的化学能转化为电能的电化学装置称为（） A．燃料电池 B．蓄电池 C．发电机 D．燃烧反应器 二、填空题（每空 1 分，共 10 分） 11．一种良好的工业实用催化剂，应该具有三方面的要求，即活性、选择性和稳定性。 12．能给出电子对的固体称为L碱。13．对固体表面酸的描述包括酸的类型、酸强度和酸量。 14．吸附的逆过程称为脱附。 15．在分子筛结构中，相邻的四面体由氧桥联结成环。 16．研究金属化学键的理论有能带理论、价键理论和配位场理论。 17．Cu的加入使Ni的d带空穴变少。 18．金属氧化物催化剂中直接承担氧化功能的是晶格氧。 19．三效催化剂中Pt能有效的促进一氧化碳和HC的催化氧化。 20．催化剂的活性随时间的变化分为成熟期、稳定期和衰老期。 三、判断改错，在题后的括号内，正确的打“√”，错误的打“×”并 改正。（每小题 2 分，共 10 分） 21．对于工业催化剂来说,活性越高越好。 (f) 22．有机物的乙酰化要用L酸位催化。（ t ） 23．X型和Y型分子筛的结构是一样的。（ f ） 24．择形催化是分子筛的主要特征。（ t ） 25．金属的禁带宽度很大。（ f ） （） 四、名词解释（每小题 4 分，共 20 分） 26．催化剂 凡能加速化学反应趋向平衡，而在反应前后其化学组成和数量不发生变化的物质。 27．超强酸 是一种酸性比100%硫酸还强的酸。H。＜－ 28．结构敏感反应
工业催化期末复习题标准化管理处编码[BBX968T-XBB8968-NNJ668-MM9N]
第二章催化作用与催化剂 电子型助催化剂的作用：改变主催化剂的电子结构，促进催化活性及选择性。 金属的催化活性与其表面电子授受能力有关。具有空余成键轨道的金属，对电子有强的吸引力，吸附能力的强弱是与催化活性紧密相联的 在合成氨用的铁催化剂中，由于Fe是过渡元素，有空的d轨道可以接受电子，故在Fe-Al2O3中加入K2O后，后者起电子授体作用，把电子传给Fe，使Fe原子的电子密度增加，提高其活性，K2O是电子型的助催化剂 第三章吸附与多相催化 1简述多相催化反应的步骤 包括五个连续的步骤。 (1)反应物分子从气流中向催化剂表面和孔内扩散； (2)反应物分子在催化剂表面上吸附； (3)被吸附的反应物分子在催化剂表面上相互作用或与气相分子作用进行化学反应； (4)反应产物自催化剂表面脱附； (5)反应产物离开催化剂表面向催化剂周围的介质扩散。 上述步骤中的第(1)和(5)为反应物、产物的扩散过程。属于传质过程。第(2)、(3)、(4)
步均属于在表面进行的化学过程，与催化剂的表面结构、性质和反应条件有关，也叫做化学动力学过程 2外扩散与内扩散的区别 外扩散：反应物分子从流体体相通过吸附在气、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，称为外扩散过程。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，称为内扩散过程。 为充分发挥催化剂作用，应尽量消除扩散过程的影响 外扩散阻力：气固（或液固）边界的静止层。 消除方法：提高空速 内扩散阻力：催化剂颗粒孔隙内径和长度. 消除方法：减小催化剂颗粒大小，增大催化剂孔隙直径 3解离吸附的Langmuir等温式的推导过程 4物理吸附与化学吸附的区别 物理吸附是表面质点和吸附分子之间的分子力而引起的。具体地是由永久偶极、诱导偶极、色散力等三种范德华引力。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。分子在发生物理吸附后分子没有发生显着变化。
工业催化期末复习题 Revised as of 23 November 2020
第二章催化作用与催化剂 电子型助催化剂的作用：改变主催化剂的电子结构，促进催化活性及选择性。金属的催化活性与其表面电子授受能力有关。具有空余成键轨道的金属，对电子有强的吸引力，吸附能力的强弱是与催化活性紧密相联的 在合成氨用的铁催化剂中，由于Fe是过渡元素，有空的d轨道可以接受电子，故在Fe-Al2O3中加入K2O后，后者起电子授体作用，把电子传给Fe，使Fe原子的电子密度增加，提高其活性，K2O是电子型的助催化剂 第三章吸附与多相催化 1简述多相催化反应的步骤 包括五个连续的步骤。
(1)反应物分子从气流中向催化剂表面和孔内扩散； (2)反应物分子在催化剂表面上吸附； (3)被吸附的反应物分子在催化剂表面上相互作用或与气相分子作用进行化学反应； (4)反应产物自催化剂表面脱附； (5)反应产物离开催化剂表面向催化剂周围的介质扩散。 上述步骤中的第(1)和(5)为反应物、产物的扩散过程。属于传质过程。第(2)、(3)、(4)步均属于在表面进行的化学过程，与催化剂的表面结构、性质和反应条件有关，也叫做化学动力学过程 2外扩散与内扩散的区别 外扩散：反应物分子从流体体相通过吸附在气、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，称为外扩散过程。 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，称为内扩散过程。 为充分发挥催化剂作用，应尽量消除扩散过程的影响 外扩散阻力：气固（或液固）边界的静止层。 消除方法：提高空速 内扩散阻力：催化剂颗粒孔隙内径和长度. 消除方法：减小催化剂颗粒大小，增大催化剂孔隙直径 3解离吸附的Langmuir等温式的推导过程
负载型金催化剂的研究及应用 化工07-3 张波 摘要讨论了有关金属催化剂的相关知识并着重介绍了负载型金催化剂的发展、常用的制备方法及应用，金催化剂的性能，展望了金催化剂的前景。 关键词负载型金催化剂制备性能应用 Supported Gold Catalysts for Research and Application chemicial engineering and technology class of 073 zhangbo Abstract This paper discusses the metal catalyst-related knowledge and highlights the development of supported gold catalysts, commonly used preparation methods and application of the performance of gold catalysts and looking forward to the prospect of the gold catalyst. Key words supported gold catalyst preparation, performance, application 1金属催化剂的概述 存在少量就能显着加速反应而不改变反应的总标准吉布斯函数变的物质称为该反应的催化剂。金属催化剂是一类重要的工业催化剂。主要包括块状催化剂，如电解银催化剂、融铁催化剂、铂网催化剂等；分散或者负载型的金属催化剂，如Pt-Re/-Al2O3重整催化剂，Ni/Al2O3加氢催化剂等。?几乎所有的金属催化剂都是过渡金属，这与金属的结构、表面化学键有关。金属适合于作哪种类型的催化剂，要看其对反应物的相容性。发生催化反应时，催化剂与反应物要相互作用。除表面外，不深入到体内，此即相容性。如过渡金属是很好的加氢、脱氢催化剂，因为H2很容易在其表面吸附，反应不进行到表层以下。但只有“贵金属”（Pd、Pt，也有Ag）可作氧化反应催化剂，因为它们在相应温度下能抗拒氧化。 2金催化剂的发展 金一直被认为是化学惰性最高的金属[1] ,由于其化学惰性和难于高分散,一般不被用来作为催化剂。但是到80年代,Haruta 发现担载在过渡金属氧化物上的金催化剂,不仅对CO 低温氧化具有很高的催化活性,而且还具有良好的抗水性、稳定性和湿度增强效应[2 ,3 ] , 另一方面, 作为一种贵金属催化剂, 金催化剂具有商业化的经济优势，致使人们对其催
一、单项选择题（每小题1 分，共10 分） 1．为催化剂提供有效的表面和适宜孔结构的是（） A．活性组分B．载体 C．助剂D．助催化剂 2．BET等温式属于五种吸附等温线中的类型（） A．I B．II C．III D．IV 3．能给出质子的称为（） A．B酸B．B碱 C．L酸D．L碱 4．工业上氧化乙烯制环氧乙烷的催化剂是（） A．Cu/γ-Al2O3B．Ag/α-Al2O3 C．Ag/γ-Al2O3D．Ni/γ-Al2O3 5．所有金属催化剂几乎都是过渡金属，主要是因为它们______（）A．易失去电子B．易得到电子 C．易强烈吸附反应物D．有着d电子结构6．X型分子筛最大孔径约为（） A．0.4nm B．0.6nm C．0.7nm D．0.8nm 7．金属在载体上的细微程度用（） A．分散度表示B．单层分布表示 C．粒度表示D．比表面表示8．Ziegler-Natta催化属于（） A．酸催化B．金属催化 C．金属氧化物催化D．络合催化 9．下面属于n型半导体的是（） A．ZnO B．NiO C．Cu2O D．CuO 10．将燃料的化学能转化为电能的电化学装置称为（） A．燃料电池B．蓄电池 C．发电机D．燃烧反应器 二、填空题（每空1 分，共10 分） 11．一种良好的工业实用催化剂，应该具有三方面的要求，即活性、选择性和稳定性。12．能给出电子对的固体称为L碱。 13．对固体表面酸的描述包括酸的类型、酸强度和酸量。 14．吸附的逆过程称为脱附。 15．在分子筛结构中，相邻的四面体由氧桥联结成环。 16．研究金属化学键的理论有能带理论、价键理论和配位场理论。 17．Cu的加入使Ni的d带空穴变少。 18．金属氧化物催化剂中直接承担氧化功能的是晶格氧。
班级 学 号 姓 名 装 订 纸一、单项选择题（每小题 1 分，共 10 分） 1．为催化剂提供有效的表面和适宜孔结构的是（ ） A ．活性组分 B ．载体 C ．助剂 D ．助催化剂 2．BET 等温式属于五种吸附等温线中的类型（ ） A ．I B ．II C ．III D ．IV 3．能给出质子的称为（ ） A ．B 酸 B ．B 碱 C ．L 酸 D ．L 碱 4．工业上氧化乙烯制环氧乙烷的催化剂是（ ） A ．Cu/γ-Al 2O 3 B ．Ag/α-Al 2O 3 C ．Ag/γ-Al 2O 3 D ．Ni/γ-Al 2O 3 5．所有金属催化剂几乎都是过渡金属，主要是因为它们______（ ） A ．易失去电子 B ．易得到电子 C ．易强烈吸附反应物 D ．有着d 电子结构 6．X 型分子筛最大孔径约为（ ） A ．0.4nm B ．0.6nm C ．0.7nm D ．0.8nm 7．金属在载体上的细微程度用（ ） A ．分散度表示 B ．单层分布表示 C ．粒度表示 D ．比表面表示 8．Ziegler-Natta 催化属于（ ） A ．酸催化 B ．金属催化 C ．金属氧化物催化 D ．络合催化 9．下面属于n 型半导体的是（ ） A ．ZnO B ．NiO C ．Cu 2O D ．CuO 10．将燃料的化学能转化为电能的电化学装置称为（ ） A ．燃料电池 B ．蓄电池 C ．发电机 D ．燃烧反应器 二、填空题（每空 1 分，共 10 分） 11．一种良好的工业实用催化剂，应该具有三方面的要求，即活性、选择性和稳定性。 12．能给出电子对的固体称为L 碱。 13．对固体表面酸的描述包括酸的类型、酸强度和酸量。 14．吸附的逆过程称为 脱附 。 15．在分子筛结构中，相邻的四面体由氧桥 联结成环。 16．研究金属化学键的理论有 能带理论 、价键理论和配位场理论。 17．Cu 的加入使Ni 的d 带空穴 变少 。 18．金属氧化物催化剂中直接承担氧化功能的是 晶格氧 。 19．三效催化剂中Pt 能有效的促进 一氧化碳 和HC 的催化氧化。 20．催化剂的活性随时间的变化分为成熟期、稳定期和 衰老期 。 三、判断改错，在题后的括号内，正确的打“√”，错误的打“×”并 改正。（每小题 2 分，共 10 分） 21．对于工业催化剂来说,活性越高越好。 (f) 22．有机物的乙酰化要用L 酸位催化。（ t ） 23．X 型和Y 型分子筛的结构是一样的。（ f ） 24．择形催化是分子筛的主要特征。（ t ） 25．金属的禁带宽度很大。 （ f ） （ ） 四、名词解释（每小题 4 分，共 20 分） 26．催化剂 凡能加速化学反应趋向平衡，而在反应前后其化学组成和数量不发生变化的物质。
催化化学期末论文（设计）题目：催化剂的研究发展及应用简介 学院：化学与化工学院 专业：材料化学 班级：材化 101 班 学号：1008110024 学生：朱清元 教师：袁强 2013年6月14日
目录 摘要3 Abstract3 第一章前言4 第二章催化剂技术发展历史简介4 2.1萌芽时期 5 2.2奠基时期 5 2.2.1金属催化剂的出现5 2.2.2氧化物催化剂的出现6 2.2.3液态催化剂的出现6 2.3更新换代时期 6 2.3.1高效络合催化剂的出现 6 2.3.2 固体催化剂的工业应用7 2.3.3分子筛催化剂的工业应用7 2.3.4环境保护催化剂的工业应用7 2.3.5生物催化剂的工业应用8 第三章新型催化剂的开发与应用8 3.1新型炼油与化工催化剂的研究8 3.2新型汽车尾气净化催化剂研究9 3.3新型光催化剂的研究9 3.4新型生物催化剂研究10 第四章对我国催化剂研究的一些建议11 4.1加快环保催化剂开发速度11 4.2高分子聚合催化剂11 4.3有机合成、精细化工催化剂11 4.4新催化材料的研制及应用11 参考文献13
催化剂的研究发展及应用简介 摘要 本文较简单的的介绍了催化剂的发展历史及介绍了国外各种催化剂新技术、新材料、新产品发展动态和发展趋势，针对我国催化剂技术发展现状，对催化剂行业的发展提出了自己的见解。 关键词：催化剂技术材料新产品 Abstrac t This relatively simple introduction to the history and development of catalyst introducedvarious domestic and catalyst of new technologies, new materials, new productdevelopments and trends for our catalyst technology development status, the catalystindustry put forward their own ideas. Keys : Catalyst technology materials new products
一、单项选择题（每小题1分，共10分）1．为催化剂提供有效的表面和适宜孔结构的 是（） A．活性组分B．载体 C．助剂D．助催化剂2．BET等温式属于五种吸附等温线中的类型（） A．I B．IIC．III D．IV 3．能给出质子的称为（） A．B酸B．B碱 C．L酸D．L碱 4．工业上氧化乙烯制环氧乙烷的催化剂是（）A．Cu/γ-Al2O3B．Ag/α-Al2O3 C．Ag/γ-Al2O3D．Ni/γ-Al2O3 5．所有金属催化剂几乎都是过渡金属，主要是因为它们______（） A．易失去电子B．易得到电子 C．易强烈吸附反应物D．有着d电子结 构 6．X型分子筛最大孔径约为（） A．0.4nmB．0.6nm C．0.7nm D．0.8nm 7．金属在载体上的细微程度用（） A．分散度表示B．单层分布表示 C．粒度表示D．比表面表示 8．Ziegler-Natta催化属于（） A．酸催化B．金属催化 C．金属氧化物催化D．络合催化 9．下面属于n型半导体的是（） A．ZnO B．NiO C．Cu2OD．CuO 10．将燃料的化学能转化为电能的电化学装置称为（） A．燃料电池B．蓄电池 C．发电机D．燃烧反应器 二、填空题（每空1分，共10分） 11．一种良好的工业实用催化剂，应该具有三方面的要求，即活性、选择性和稳定性。12．能给出电子对的固体称为L碱。 13．对固体表面酸的描述包括酸的类型、酸强度和酸量。 14．吸附的逆过程称为脱附。15．在分子筛结构中，相邻的四面体由氧桥联结成环。 16．研究金属化学键的理论有能带理论、价键理论和配位场理论。 17．Cu的加入使Ni的d带空穴变少。18．金属氧化物催化剂中直接承担氧化功能的是晶格氧。 19．三效催化剂中Pt能有效的促进一氧化碳和HC的催化氧化。 20．催化剂的活性随时间的变化分为成熟期、稳定期和衰老期。 三、判断改错，在题后的括号内，正确的打“√”，错误的打“×”并 改正。（每小题2分，共10分）21．对于工业催化剂来说,活性越高越好。(f) 22．有机物的乙酰化要用L酸位催化。（t）23．X型和Y型分子筛的结构是一样的。（f）24．择形催化是分子筛的主要特征。（t）25．金属的禁带宽度很大。（f） （） 四、名词解释（每小题4分，共20分）26．催化剂 凡能加速化学反应趋向平衡，而在反应前后其化学组成和数量不发生变化的物质。27．超强酸 是一种酸性比100%硫酸还强的酸。H。＜－11.9 28．结构敏感反应 反应速率对金属表面细微结构变化敏感的反应。 29．氧化还原机理 半导体氧化物催化剂将电子从一种反应物中输送到另一种反应物中，使反应不断进行30．受主键吸附 被吸附的粒子从催化剂表面俘获电子而形成吸附键 五、简答题（每小题5分，共20分）31．简述X型分子筛的主要结构。 骨架：β笼中的四个六元环联结而成 形态：金刚石型结构（属立方晶系）
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
重庆科技学院 《工业催化》课程小论文 题目 Ag基催化剂 院 (系化学化工学院专业班级 学生姓名学号 指导教师冯建 2013年 5 月 10 日 Ag 基催化剂的研究进展 摘要:本文主要叙述 Ag 基催化剂的发展概述、催化剂作用机理、制备方法和进展。重点对银作为催化剂的催化机理和 Ag 催化剂的制备。 Ag 是一种历史悠久、应用广泛的催化剂 , 近几十年来 , 在制备、表征和改性等方面的研究进展 , 大大加深了对其物理性质和制备机理的了解。 关键词:Ag ,发展历史,机理,制备,发展 1 Ag催化剂发展概述 1.1 Ag催化剂的发展历史 自从 1835年 Berzelius 提出催化作用概念后,催化学不断获得发展。最早用 Ag 作为乙烯环氧化反应催化剂的是 Lefort ,其时是 1931年 [1]。在此之前的研究者用多种组分作为乙烯环氧化反应的催化剂,唯有 Ag 对乙烯环氧化的催化效果最佳,至今 Ag 仍是乙烯环氧化反应催化剂中的主要组分。 在选定 Ag 作为乙烯环氧化反应催化剂的主要成分后,要提高环氧乙烷生成的选择性,必须对催化剂的制备方法和载体、助催化剂的添加、反应原料气的配比等
诸多方面进行探索研究。早期的 Ag 催化剂采用陶瓷载体,粘结法制备的陶瓷载体,由于其比表面积较小,制得的催化剂选择性、稳定性均不理想;后期 Ag 催化剂采用具有较佳孔结构和比表面积的氧化铝作为载体,使催化剂选择性的提高有了一个重要的前提条件。 Ag 是催化剂的主要成分,在催化剂中加入助催化剂可使催化剂的性能有效提高。在 Ag 催化剂助催化剂的研究历史中, 研究较早较多的是 Se 助催化剂的性能。在随后的研究中, Se 的同族元素碱金属及碱土金属、稀土金属、卤素及其他金属都显示出较好的助催性能。广义的研究表明, 元素周期表中的所有元素都有助催性能,其中钙、钡、 Se 等是首选的助催剂元素。助催剂的组成成分及其在催化剂中的含量等是 Ag 催化剂研究的重要组成部分。数十年的研究表明,助催化剂的添加时改进 Ag 催化剂性能最有效的途径。其他可用作助催剂的金属有贵金属以及金属铊、钼、钨等。 Ag 催化剂的性能在很大程度上是由制备过程及其载体决定的。如载体的孔结构、磨耗率等影响其失活时间及其寿命,目前大部分工业用 Ag 催化剂使用寿 命在 3-5年之间,少数催化剂使用寿命大于或小于这个年限。 1.2 Ag催化剂的生产发展概况 Ag 催化剂已是工业化生产环氧乙烷的主要催化剂。在当今世界上 Ag 催化剂生产的主要厂家是英国壳牌公司(Shell 、美国联合碳化物公司(UCC 、美国科学设计公司(SD 、日本触媒化学株式会社(NSKK 、中国石油化工股份有限公司燕山分公司, 其中 Shell 公司是世界上最大的 Ag 催化剂生产厂家, 其 Ag 催化剂产量达世界 Ag 催化剂总产量的一半以上。生产工艺方面,氧气法乙烯直接氧化生产环氧乙烷已是主导工艺 [2、 3]。 2 Ag催化剂的催化作用机理
得分：_______ 南京林业大学 研究生课程论文2014～2015 学年第一学期 课程号：PD02013 课程名称：工业催化 论文题目：学习心得 学科专业：化学工程 学号：8143130 姓名：曹晓琴 任课教师：朱新宝 二○一四年十二月
工业催化学习心得 催化剂是能够改变化学反应速率而本身的组成、质量和化学性质在反应前后保持不变的元素或化合物。它是影响化学反应的重要媒介物，也是开发许多化工产品生产的关键。在学这门课之前，我所对催化剂的认识仅仅来自于有机化学或精细有机合成等课程，但是从这些课程中认识到关于催化剂的知识少之又少。可以说以前对催化剂的了解仅是来自于它的定义，对于其它方面的知识完全处于空白状态。 自从上了朱老师的工业催化这门课，我学到了以前没有接触到的关于催化剂的知识，并系统的了解了催化剂从制备到最终投入到工业生产的过程。因此通过朱老师的讲解，加深了我对催化剂的进一步了解，丰富了我的知识面。 1工业催化的主要内容 朱老师把工业催化的主要内容分成了十三章，主要是从催化剂的发展史及应用；催化剂的组成及其作用原理；催化剂的种类及对应的催化作用；催化剂的设计、制备及其新技术的开创；催化剂的性能评价与测试方法；催化剂的失活、再生和安全使用这几个方面向我们传授了关于催化剂的知识。 第一章主要讲了催化剂的发展及在各个领域中的应用。通过这章的学习我们可以知道催化剂与能源和材料密切相关，每年全球对催化剂的需求量在持续上升。目前现代化学工业、石油加工工业、食品工业及其他一些工业部门中都涉及了催化剂的使用，可以说催化剂在人类社会的可持续发展中起着举足轻重的地位。而第二章、第三章和第六章主要叙述了催化剂是由活性组分、载体和助催化剂组成，在介绍它们的同时，也阐述了它们在化学反应中对应的主要功能。在第二章中强调了催化剂的特性即对一些反应具有专一性以及根据不同方面对催化剂的分类。催化剂在热力学化学反应中只能加速反应趋于平衡但是不能改变平衡位置。于此同时分析指出，一种良好的工业催化剂，应该具有三个方面的基本要求，即活性、选择性、稳定性。由于非均相催化较之均相催化在工业应用中要普遍得多，而非均相催化又是吸附作用为前提的，故第三章介绍了固体催化剂的结
第二章催化作用与催化剂 电子型助催化剂的作用：改变主催化剂的电子结构，促进催化活性及选择性。 金属的催化活性与其表面电子授受能力有关。具有空余成键轨道的金属，对电子有强的吸引力，吸附能力的强弱是与催化活性紧密相联的 在合成氨用的铁催化剂中，由于Fe是过渡元素，有空的d轨道可以接受电子，故在Fe-Al2O3中加入K2O后，后者起电子授体作用，把电子传给Fe，使Fe原子的电子密度增加，提高其活性，K2O是电子型的助催化剂 第三章吸附与多相催化 1简述多相催化反应的步骤 包括五个连续的步骤。 (1)反应物分子从气流中向催化剂表面和孔内扩散； (2)反应物分子在催化剂表面上吸附； (3)被吸附的反应物分子在催化剂表面上相互作用或与气相分子作用进行化学反应； (4)反应产物自催化剂表面脱附； (5)反应产物离开催化剂表面向催化剂周围的介质扩散。 上述步骤中的第(1)和(5)为反应物、产物的扩散过程。属于传质过程。第(2)、(3)、(4)步均属于在表面进行的化学过程，与催化剂的表面结构、性质和反应条件有关，也叫做化学动力学过程
2外扩散与内扩散的区别 外扩散：反应物分子从流体体相通过吸附在气、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，称为外扩散过程。 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，称为内扩散过程。 为充分发挥催化剂作用，应尽量消除扩散过程的影响 外扩散阻力：气固（或液固）边界的静止层。 消除方法：提高空速 内扩散阻力：催化剂颗粒孔隙内径和长度. 消除方法：减小催化剂颗粒大小，增大催化剂孔隙直径 3解离吸附的Langmuir等温式的推导过程 4物理吸附与化学吸附的区别 物理吸附是表面质点和吸附分子之间的分子力而引起的。具体地是由永久偶极、诱导偶极、色散力等三种范德华引力。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。分子在发生物理吸附后分子没有发生显着变化。 化学吸附是在催化剂表面质点吸附分子间的化学作用力而引起的，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
工业催化论文 国内催化裂化催化剂技术的新进展 班级：化工1101； 学号：111304116； 姓名：刘力
摘要 通过叙述催化裂化催化剂的发展历史以及对国内外催化裂化催化剂的举例，简单阐述了近年来国外催化裂化催化剂的发展水平以及所达到的裂解效果，其中渣油催化裂化技术的发展主要有IsoCat 工艺和CCET技术，国外重油转化催化剂技术新进展主要包括国外Crace Davison、Albemarle、Engelhard这三家巨头公司所研究的产品的介绍。以及国内与国外催化裂化催化剂技术的对比，对比较结果的分析与总结。关键词：催化裂化；炼油催化剂；催化剂 一、催化裂化催化剂发展 21纪以来，随着人们生活水平的不断发展，在大量使用石油产品的同时，其环保意识也在不断地增强，环保立法也不断完善，继而推动了清洁燃料的生产。随着对轻质油品特别是对汽油需求量的增加，催化裂化无论是加工能力、装置规模，还是工艺技术均以较高的速度发展起来，其中催化裂化催化剂在催化裂化中的使用决定了催化裂化装置的生产水平。 催化剂是一种能影响化学反应速度，但其本身并不因化学反应的结果而消耗，也不会改变反应的最终热力学平衡位置的物质。在工业催化裂化装置中，催化剂不仅对处理能力、产品分布和产品质量起着主要影响，而且对生产成本也有着重要影响。催化剂的发展可以促进催化裂化工艺技术的发展，如分子筛催化剂的出现促进了催化裂化工艺的重大变革，提升管催化裂化工艺就是在这种情况下开发成功的。 催化裂化催化剂自1936年问世以来已经历了数十年的发展，主要有天然白土催化剂、全合成硅酸铝催化剂、半合成硅酸铝催化剂和分子筛催化剂等发展阶段。最早的催化剂取自天然白土如高岭土等。全合成硅酸铝催化剂由硅酸钠、硅酸铝、氢氧化镁等原料组成，由于无晶体结构，因此也称为无定形硅酸铝催化剂。较早使用的催化剂中Al2O3含量为10%~13%,称为低铝硅酸铝催化剂。后期又出现了Al2O3含量为24%~26%的高铝硅酸铝催化剂，以满足市场要求。半合成硅酸铝催化剂结合了全合成硅酸铝催化剂和天然白土催化剂的优点，其中的合成硅酸铝成分，改进了催化剂的化学选择性，天然成分改善了催化剂的不稳定性，提高了催化剂的抗老化和抗失活能力，同时还降低了生产成本。分子筛裂化催化剂的出现，
《工业催化原理》课程教学大纲 课程名称：工业催化原理 英文名称：Industrial Catalysis 课程代码： 一、课程基本情况 1．学分：2学分学时：32（理论学时：32实验学时：） 2．课程类别：专业方向选修课 3．适用专业：化学工程与工艺 4．适用对象：本科 5．先修课程：无机化学，有机化学，传递过程、物理化学 6．教材与参考书目： 参考书：《工业催化原理》，李玉敏编著，天津大学出版社，1992；《催化作用基础》（第三版），甄开吉，李荣生等编著，科学出版社，2005；《工业催化》，顾伯鄂，吴震宵编著，石油工业出版社，1987。 7．考核方式：考查 二、课程介绍 1.通过本课程的学习，可以使学生了解有关催化剂的制备、应用、性能测试及化学反应过程中催化作用的基本原理、基本方法等。通过这门课的教学工作，有助于培养学生综合运用多学科基本理论，联系生产实际，提高分析问题解决问题的能力；有助于培养学生深入实际，注重调查研
究的作风。通过学习进一步提高学生分析问题解决问题的能力，拓宽学生视野，介绍国内外工业催化的研究进展和发展方向。为学生的进一步深造和参加技术与科研工作打下良好的理论基础。 2.工业催化原理是化学工程与工艺专业方向选修课。以基础的化学知识为先导，是学生在具备了高等数学、物理化学、化工原理等理论知识后选修的一门课程。本课程的学习更加注重培养学生分析问题解决问题的能力，为后续的毕业论文与毕业设计教学环节的实施奠定了理论基础。 3.通过学习，学生不仅能掌握有关催化的理论和相关的基础知识，同时要求学生掌握化工生产中催化剂的应用及催化过程，且具有开发新催化剂和催化过程的能力。课堂教学提倡灵活多样的，联系实际的教学方法，开展启发式教学等。 三、课程内容、学时分配及教学基本要求 第一章绪论（共2学时） （一）教学内容： 第一节催化作用和催化剂 知识要点：催化作用及催化剂的基本概念；实现催化作用的机理。 第二节催化剂和催化科学的发展 知识要点：催化剂和催化科学的发展的发展历史及发展方向。 第三节催化剂的反应性能 知识要点：影响催化剂的反应性能的因素和提高催化剂反映性能的方法。 第四节催化剂和催化反应的分类 第五节知识要点：催化剂和催化反应的分类方法、各自特点及
论铂催化剂 林长耀 （常州工程职业技术学院化学工程技术系，江苏常州 213164） 摘要：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，要用以铁为主的多分组催化剂，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。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。本文就铂催化剂的组成、应用、优点、制备方法、使用方法、失活原因以及再生方法作如下论述。 关键词：铂催化剂组成应用优点制备方法使用方法失活原因再生方法 分类号：TQ522.365 文献标识码：A 文章编号：1557- 553T（2012）05- 0029- 01 On the platinum catalyst LIN Chang-yao (ChangzhouEngineeringVocationalCollegeofChemicalEngineeringTechnology,Ch angzhou, Jiangsu 213164) Abstract:In the chemical production, scientists experiment and life activities, catalysts flourish. For example, the production of sulfuric acid as a catalyst in the use of vanadium pentoxide. By the ammonia nitrogen with hydrogen gas, use of iron-based multi-packet catalyst increases the reaction rate. At the refinery, the catalyst is indispensable, use of different catalysts, you can get different quality of gasoline, kerosene. Chemical synthesis of acidic and basic color can be SHINES catalysts. Vehicle exhaust of harmful carbon monoxide and nitric oxide, the use of a metal such as platinum as a catalyst can be quickly converted to be either harmless carbon dioxide and nitrogen. Enzymes are plants, animals and micro-organisms produce proteins with catalytic ability of organisms almost all
工业催化期末复习题集团文件发布号：（9816-UATWW-MWUB-WUNN-INNUL-DQQTY-
第二章催化作用与催化剂 电子型助催化剂的作用：改变主催化剂的电子结构，促进催化活性及选择性。 金属的催化活性与其表面电子授受能力有关。具有空余成键轨道的金属，对电子有强的吸引力，吸附能力的强弱是与催化活性紧密相联的 在合成氨用的铁催化剂中，由于Fe是过渡元素，有空的d轨道可以接受电子，故在Fe-Al2O3中加入K2O后，后者起电子授体作用，把电子传给Fe，使Fe原子的电子密度增加，提高其活性，K2O是电子型的助催化剂第三章吸附与多相催化 1简述多相催化反应的步骤 包括五个连续的步骤。 (1)反应物分子从气流中向催化剂表面和孔内扩散； (2)反应物分子在催化剂表面上吸附； (3)被吸附的反应物分子在催化剂表面上相互作用或与气相分子作用进行化学反应； (4)反应产物自催化剂表面脱附； (5)反应产物离开催化剂表面向催化剂周围的介质扩散。 上述步骤中的第(1)和(5)为反应物、产物的扩散过程。属于传质过程。第(2)、(3)、(4)步均属于在表面进行的化学过程，与催化剂的表面结构、性质和反应条件有关，也叫做化学动力学过程 2外扩散与内扩散的区别
外扩散：反应物分子从流体体相通过吸附在气、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，称为外扩散过程。 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，称为内扩散过程。 为充分发挥催化剂作用，应尽量消除扩散过程的影响 外扩散阻力：气固（或液固）边界的静止层。 消除方法：提高空速 内扩散阻力：催化剂颗粒孔隙内径和长度. 消除方法：减小催化剂颗粒大小，增大催化剂孔隙直径 3解离吸附的Langmuir等温式的推导过程 4物理吸附与化学吸附的区别 物理吸附是表面质点和吸附分子之间的分子力而引起的。具体地是由永久偶极、诱导偶极、色散力等三种范德华引力。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。分子在发生物理吸附后分子没有发生显着变化。 化学吸附是在催化剂表面质点吸附分子间的化学作用力而引起的，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反应过程不可缺少的基本因素。 物理吸附与化学吸附区别
我所认识的催化剂 系所：应用与无机化学研究所 姓名：刘斌 学号：132311062 摘要：催化剂的主要作用是降低化学反应的活化能，加快反应速度，因此被广泛应用于炼油、化工、制药、环保等行业。催化剂的技术进展是推动这些行业发展的最有效的动力之一。一种新型催化材料或新型催化工艺的问世，往往会引发革命性的工业变革，并伴随产生巨大的社会和经济效益。 1913年，铁基催化剂的问世实现了氨的合成，从此化肥工业在世界范围迅速发展；20世纪50年代末，Ziegler－Natta催化剂开创了合成材料工业；20世纪50年代初，分子筛凭借其特殊的结构和性能引发了催化领域的一场变革；20世纪70年代，汽车尾气净化催化剂在美国实现工业化，并在世界范围内引起了普遍重视；20世纪80年代，金属茂催化剂使得聚烯烃工业出现新的发展机遇。目前，人类正面临着诸多重大挑战，如：资源的日益减少，需要人们合理开发、综合利用资源，建立和发展资源节约型农业、工业、交通运输以及生活体系；经济发展使环境污染蔓延、自然生态恶化，要求建立和发展物质全循环利用的生态产业，实现生产到应
用的清洁化。这些重大问题的解决无不与催化剂和催化技术息息相关。因此，许多国家尤其是发达国家，非常重视新催化剂的研制和催化技术的发展，均将催化剂技术作为新世纪优先发展的重点。 1. 国外催化剂技术发展趋势 经过长期的发展，催化剂的应用领域已趋向如下局面：传统的石油化工技术基本趋于成熟，但需要新催化剂以满足原料性质变差、产品升级换代以及日趋苛刻的环保要求；天然气化工和煤化工在经济上还不能与石油化工竞争，所涉及的催化技术有很大的相似性；用于高附加值化学品和药物中间体合成为主的精细化工催化技术相对较为分散，发展迟缓，目前正在得到加强；以环境治理和环境保护为目的催化技术得到了广泛的重视。 据统计，全世界石油加工的产值为940多亿美元，基本有机化工和精细化工分别520和480亿美元左右，虽然在产量上，后二者之和低于前者，但其产值已超过石油加工，而且呈上升趋势。新型催化剂、高效催化反应技术和催化新材料及催化剂制备共性技术的创新是推动这些产业发展的核心。其中，环保用催化工艺及相应的新型催化剂、催化剂制备精细化等的发展是关键，也是今后催化剂技术的主要发展方向。 1.1 新型催化剂的开发与应用发展迅速 2.1.1 炼油与化工催化剂