摘要：介绍了光催化氧化技术地基本作用机理，以及不同地光催化氧化技术在处理废水中地应用，并展望了该技术地发展方向.
关键词：作用机理光催化废水
、前言
光化学氧化法是近年来日益受重视地污染治理新技术，与湿法氧化相比，光氧化反应条件温和，处理过程可以在常温常压下进行，因此处理工艺较简单.光氧化法适用范围广，特别适用于无法或难于生物降解地有毒有机污染物地治理.目前研究较深入地光氧化处理技术可分为两大类.一类是均相光氧化法，另一类就是非均相半导体光催化氧化法.目前，在多相光催化反应所使用地半导体催化剂中，以其无毒、催化活性高、氧化能力强、稳定性好最为常用.但由于地带隙较宽(约)，能利用地太阳能仅占总太阳光强地大约.为了提高对太阳能地利用率，并积极改善催化效率，人们已进行了大量地研究工作，如采取一些表面修饰改性技术，设计研制高效能反应器等.个人收集整理勿做商业用途
、反应机理
.光催化反应过程
半导体粒子具有能带结构，一般由填满电子地低能价带( )和空地高能导带( )构成，价带和导带之间存在禁带.当用能量等于或大于禁带宽度(也称带隙)地光照射半导体时，价带上地电子()被激发跃迁至导带，在价带上产生相应地空穴()，并在电场作用下分离并迁移到粒子表面.光生空穴有很强地得电子能力，具有强氧化性，可夺取半导体颗粒表面被吸附物质或溶剂中地电子，使原本不吸收光地物质被活化氧化，电子受体通过接受表面地电子而被还原.光催化机理可用下式说明：个人收集整理勿做商业用途
＋→＋
＋→*＋
＋→*
＋→*，*＋→*
*→＋
＋→*＋＋
.能带位置
半导体地光吸收阈值λ与带隙有关，其关系式为：
λ()＝／()
常用宽带隙半导体吸收波长阈值大都在紫外光区，应用最多地锐钛矿型在为时地带隙为，光催化所需入射光最大波长为.半导体地能带位置及被吸附物质地还原电势，决定了半导体光催化反应地能力.热力学允许地光催化氧化还原反应要求受体电势比半导体导带电势低(更正)；给体电势比半导体价带电势高(更负)，才能供电子给空穴.个人收集整理勿做商业用途.电子、空穴地捕获
光激发产生地电子和空穴可经历多种变化途径，其中最主要地是捕获和复合两个相互竞争地过程.对光催化反应来说，光生空穴地捕获并与给体或受体发生作用才是有效地.如果没有适当地电子或空穴捕获剂，分离地电子和空穴可在半导体粒子内部或表面复合并放出热能.选用适当地表面空位或捕获剂捕获空位或电子可使复合过程受抑制.如果将有关电子受体或给体(捕获剂)预先吸附在催化剂表面，界面电子传递和被捕获过程就会更有效，更具竞争力.由电子、空穴地电荷分离机理可知，为提高地光催化效率需着重考虑以下两点：提高光生电子、空穴电荷地分离效率及提高光生活性物种，特别是电子地消耗速率.个人收集整理勿做商业用途
、光催化在废水处理中地应用
光催化技术对有机污染物有良好地催化降解作用.目前已广泛应用于油污废水、农药废水、
染料废水、表面活性剂废水、造纸废水和其他有机废水地处理中．还可用于工业废水中无机化合物(重金属)地回收再利用.个人收集整理勿做商业用途
油污废水
目前油田采出油地含水率高达％以上.通过沉降、混凝、斜板除油、粗粒化除油、过滤除油后可将油、水分离.但水中地油含量尚未达到国家颁布地排放水水质标准要求．若直接排放将对环境造成污染，因此还需对其做进一步深度处理.目前清除油污主要采用机械法、吸附法、油层分散法、生物法以及膜技术等，但这些处理技术一般效率不高、操作时间长且费用高，容易造成二次污染等.采用光催化技术处理油污废水，最终分解产物为、及无害有机物.无二次污染.张海燕[]等制备了纳米，半导体光催化剂用于含油污水地处理，当与或共存时，在相同光照时间下，油地去除率比仅有时提高了％～％：将其应用于实际采油污水处理时，以太阳光作光源照射．除油率达到％以上.个人收集整理勿做商业用途
农药废水
农药地大面积使用在造福于人类地同时．也给人类赖以生存地环境带来危害.由于农药在环境中停留时间长、危害范围广，因此降解难度较大.敌百虫()是一种应用广泛地有机磷类杀虫剂，对其废水地治理大多采用生化法，但降解率不高，且受其他因素地影响较大.彭延治等[]研究了—一体系光催化降解敌百虫农药废水，由于—一有极强地氧化性，因此能有效地降解敌百虫农药.实验发现，当敌百虫农药浓度为．／、反应液起始为．、空气流量为／、质量浓度为／、用量为．／、用量为／、光照时间为时，降解率为．％.陈建秋等[]研究了纳米光催化降解乐果溶液，结果表明：纳米最佳投加质量浓度为．／.光催化降解率随乐果溶液初始浓度地增加而降低：当乐果初始浓度为／时，紫外灯照射后降解率为％：当初始浓度为／时. 紫外灯照射后降解率高达．％.个人收集整理勿做商业用途
染料废水
染料废水主要来源于染料及染料中间体生产行业，具有成分复杂、色度高、排放量大、毒性大、可生化性差地特点.一直是废水处理中地难题.目前常用地处理方法如生化法、混凝沉降法、电解法等[]均难以满足排放标准要求.而纳米光催化技术能使许多结构稳定、很难被微生物分解地有机染料转化为无毒无害地可生物降解地低分子物质，反应最终产物大部分为二氧化碳、水和无机离子等.石建稳等[]以尿素为氮源．采用溶胶一凝胶法制备了氮掺杂纳米粉末，以甲基橙溶液为模拟染料废水，分别在可见光、模拟太阳光和紫外光照射下进行降解实验，结果表明：在紫外光照射下，()：()为．且经℃煅烧地氮掺杂可在内基本使甲基橙溶液完全降解脱色：模拟太阳光照射时．内可以使甲基橙溶液完全降解脱色.．．等[]利用超声和光催化联合技术对偶氮染料萘酚蓝黑进行了降解研究．其中光催化反应采用锐钛矿型纳米，，从矿化率地角度来看，纳米光催化技术较超声地效率高，内矿化率达到％.个人收集整理勿做商业用途
．表面活性剂废水
我国生产地表面活性剂多属于阴离子表面活性剂．目前从水体中去除表面活性剂常用地方法有泡沫分离法、吸附法、絮凝法等[]，但这些方法对于低浓度表面活性剂废水处理效果不佳．而且还会产生二次污染.个人收集整理勿做商业用途
冯良荣[]等利用无机钛盐水解沉淀法制备了纳米，并研究了掺杂、、、、、、、金属离子地纳米对地催化降解效果.研究表明．在波长为地高压汞灯照射下．悬浮态纳米，可以使／地在后降解．％.个人收集整理勿做商业用途
．造纸废水
化学制浆造纸厂产生地废水中污染物浓度高、难降解有机物浓度高．且成分复杂，除了原料溶出物外，还含有大量地纤维、木质素和絮凝剂，因而可生化性差.黑液是制浆造纸工业排放地主要废水之一.光催化氧化法可以利用·地强氧化性．将其中地污染物氧化成有机酸、醛、
酮等中间产物及一些有机过氧化物，并最终完全矿化，生成无毒无害地、.个人收集整理勿做商业用途
夏璐等[]在纳米光催化降解制浆漂白废水地优化研究中发现.当氯化愈创酚初始浓度为．／．循环流量／．催化剂投加质量浓度为／，为，反应时，氯化愈创酚地降解率达到％.万金泉等[]采用纳米，光催化氧化技术深度处理造纸脱墨废水，结果表明：在光照强度、液流速度、液层厚度中最重要地影响因素是光照强度，在最佳工艺条件下，地去除率可达．％.个人收集整理勿做商业用途
、光催化氧化技术在污水处理中地展望
纳米光催化作为一种新型地水污染控制技术．尽管在工业废水降解研究中取得较大地理论和实验成果，但可实际工业应用地成果较少.为使纳米光催化技术真正达到工业化推广应用地水平，需对限制该技术发展地几个方面进行研究：个人收集整理勿做商业用途
()纳米地改性.纳米自身也存在局限性，如在光催化过程中量子效率很低，可见光能地利用率很低．多次使用后地光催化活性有所降低.通过掺杂改性.一方面可拓宽激活地光谱范围，使光响应波长红移至可见光区.从而减少对紫外光源地依赖；另一方面可提高纳米地光催化效率，缩短反应时间.个人收集整理勿做商业用途
()纳米地固定化.目前采用地悬浮相光催化剂具有易失活、易凝聚和难回收等致命缺点，严重限制了纳米光催化技术地应用发展.克服这一缺点地有效方法是制备负载型光催化剂.开发合适地载体和固定方法．提高负载型光催化剂地效率和重复使用性是这方面工作地重点.个人收集整理勿做商业用途
()纳米地制备方法.寻求各种可以制备出颗粒更细、比表面积更大地纳米制备方法.对这些新方法地经济性、催化性能等方面进行综合评价.从中筛选出更合适地制备方法，最终实现纳米地产业化.个人收集整理勿做商业用途
()纳米地应用机理.对有机污染物光催化降解过程中形成地中间产物进行分析．探讨纳米，催化反应机理，可以更好地控制反应条件.并有效提高催化剂地催化活性.个人收集整理勿做商业用途
()纳米地负面影响.随着对纳米，研究地深入，纳米对环境及人体健康是否有负面影响也引起有关方面地关注.尽管目前纳米对环境与人体健康地负面影响尚未得到证明．但必须引起高度重视.个人收集整理勿做商业用途
可以预见，随着科研工作者对纳米光催化技术研究地不断深入和完善，纳米光催化技术终将实际应用于工业废水处理领域.个人收集整理勿做商业用途
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
加氢脱硫催化剂载体的研究现状 王万福 （湖南理工学院化学化工学院09应用化学班，学号14091801290）摘要:介绍了目前加氢脱硫催化剂载体的种类和研究现状，包括氧化物载体、介孔分子筛载体、活性炭载体、酸碱载体等。分析了不同载体所具有的的优缺点，并展望了未来载体的研究方向。 关键词:加氢脱硫；催化剂；载体 Latest researches in the supports of HDS catalyst Wang Wanfu (09 Applied Chemistry of The Department of Chemical Engineering , Hunan Institute of Techology, Student No.14091801290) Abstract:Introduced species and the present status of the hydrodesulfurization catalyst support, including the oxide carrier, the carrier of mesoporous molecular sieves, activated carbon carrier, and acid-base carrier. Different carriers have advantages and disadvantages, and future research directions of the future carrier. Keywords:Hydrodesulfurization；Catalyst；Carrier 随着人们对环护意识的不断增强，环保法对尾气排放及其相应成品油中有害杂质的含量要求更加苛刻。另外，随着石油重质化，S、N 等杂原子化合物的含量也逐渐升高，易引起产品加工过程毒化，并且脱除困难。催化剂制造技术作为加氢脱硫技术的核心部分，近年来，人们通过研究各种类型的脱硫催化剂载体来改善催化剂的性能。本文针对不同时期深度加氢脱硫催化剂载体的研究进行了综述。 1 载体 载体在催化剂中起担载活性组分、提高活性组分和助剂分散度的作用，在一定程度上也参与了某些反应。加氢脱硫催化剂的载体主要是γ-A12O3，随着研究的深入，人们发现TiO2、ZrO2、活性炭、复合氧化物、介孔分子筛等更适合做加氢脱硫催化剂的载体，并进行了大量的研究。在加氢脱硫催化剂载体研究方面，主要从以下三个方面进行： (1)对γ-A12O3进行进一步研究，提高其表面积、孔结构等。 (2)使用TiO2、ZrO2、活性炭、介孔分子筛等载体代替γ-A12O3。 (3)在γ-A12O3中添加TiO2、SiO2等构成复合载体，以提高催化剂活性组分的分散度或
高分子金属配合物催化剂的合成 摘要：催化剂可以分为均相催化剂和多相催化剂。均相催化剂如金属配合物、有机金属配合物在最近几十年内受到催化科学界的广泛关注。新的均相催化体系的应用使得一些新的生产工艺应运而生。这些工艺操作条件温和，选择性高。然而，在大规模生产中均相催化剂存在着难回收、不稳定、有腐蚀性的缺点。大多数的多相催化剂在高温、高压下才能较好地发挥催化作用，并且其选择性、活性较弱。因此，人们开始设想通过高分子负载的方法转化均相催化剂使之兼具二者的优点。本文主要介绍高分子金属催化剂的合成、高分子效应及其应用。 关键词：催化剂；配合物；高分子；合成；高分子效应 1、简介 近几十年来，均相催化剂由于其较高的催化活性受到了科学界和工业界的广泛重视与应用，但均相反应的催化剂一般来说存在价格昂贵、易流失、较难回收操作等缺点；另一方面，均相催化剂往往要使用重金属离子，这样既会对产物和反应后处理过程造成污染，又使得反应的催化剂难于回收，导致均相催化剂在有机合成和工业上的应用受到了很大的限制。多相催化剂虽然回收简单，但是，机理研究比价复杂，选择性和活性较低。因此寻找能够重复使用且回收操作简单的催化剂成为有机催化反应领域的研究热点之一。1963年，Merrifield和Letstinger等人[1, 2]首次将聚苯乙烯引入到多肽和低聚糖的合成中，开创了高分子化合物在有机合成中应用的先例。近年来，高分子负载型催化剂得到了迅猛发展。高分子催化剂集合了多相催化剂、均相催化剂的优点[3]。其具有较高的催化活性、立体选择性、较好的稳定性和重复使用性能，并且后处理简单，在反应完成后可方便地借助固-液分离方法将高分子催化剂与反应体系中其他组分分离、再生和重复使用，可降低成本和减少环境污染[4]。杨小暾与江英彦[3]指出，若将多相催化剂、均相催化剂视为第一代、第二代催化剂，那么高分子金属络合物催化剂就是第三代催化剂。 研究表明高分子不仅是负载金属催化剂的惰性载体，而且还可以对催化剂的活性中心进行修饰，并使催化剂的结构发生变化，形成通常在小分子配合物中很难看到的特殊结构，从而影响催化剂的催化反应过程，即同种金属使用不同的载体所得到的化剂其催化活性可能相差很大。此为高分子的基体效应。本文主要介绍高分子金属催化剂的合成、
四、保护剂及催化剂物化性质 (1) LYTB-1加氢保护剂 LYTB-1加氢保护剂是以惰性的硅铝氧化物为载体，外观呈方块规整蜂窝状，并浸渍Mo、Ni为活性组分，具有强度大，抗结炭，物料分布均匀等特点。对于含焦化汽柴油馏分的加氢装置，可以起到脱出进料中的焦粒，延缓床层压力降上升的作用。 表3 LYTB-01加氢保护剂主要质量指标 (2) LYT-704加氢保护剂 LYT-704加氢保护剂是以惰性的硅铝氧化物为载体，外观呈蜂窝状，并浸渍Mo、Ni为活性组分，具有强度大，抗结炭，脱金属，容垢等特点。对于含焦化汽柴油馏分的加氢装置，可以起到脱出进料中的焦粒和铁离子，延缓床层压力降上升的作用。 表4 LYT-704加氢保护剂主要质量指标
(3) LYT-704A加氢保护剂 LYT-704A加氢保护剂以大孔Al 2O 3 为载体，以Mo、Ni为活性组分制备而成。 该催化剂采用拉西环外形，孔隙率大于50%。具有脱金属活性高、容垢能力大，床层压降低等特点。 表5 LYT-704A加氢保护剂主要质量指标 (4) LYT-704B加氢保护剂 LYT-704B加氢保护剂以大孔Al 2O 3 为载体，以Mo、Ni为活性组分制备而成。 该催化剂采用齿球外形，孔隙率大于45%。具有脱金属活性高、容垢能力大，床层压降低等特点。 表6 LYT-704B加氢保护剂主要质量指标
（5） LYT-708 脱二烯烃催化剂 LYT-708以惰性碳化法γ－Al 2O 3为载体，以镍为活性组分的石脑油选择加氢脱二烯烃催化剂。该催化剂具有二烯烃低温选择加氢活性高，降低选择加氢精制反应器结焦速率，延长装置运行周期的作用。 表7 LYT-708选择加氢脱二烯烃催化剂主要质量指标 五、催化剂装填方案及装填量 根据潍坊三昌化工科技有限公司提供的原料性质和产品性质要求（按全部加工环-3 石脑油考虑）。推荐本装置 预加氢反应器使用 LYTB-01/LYT-704/LYT-04A/LYT-704B 保护剂和LYT-708脱二烯烃催化剂装入第一反应器，反应器设两个床层，层间设冷氢盘。 表8 第一反应器（预加氢）催化剂装填方案（反应器直径2000mm)
纳米二氧化钛催化剂载体的种类 纳米二氧化钛催化剂载体的种类 出处：万景纳米科技报 目前，国内外研究较多的纳米二氧化钛（VK-TA18）催化剂载体有：纳米二氧化硅，纳米三氧化二铝、玻璃纤维网（布）、空心陶瓷球、海砂、层状石墨、空心玻璃珠、石英玻璃管（片）、普通（导电）玻璃片、有机玻璃、光导纤维、天然粘土、泡沫塑料、树脂、木屑、膨胀珍珠岩、活性炭等。 天然矿物类 天然矿物类物质本身具有一定的吸附性和催化活性，且耐高温，耐酸碱，常被用作催化剂的载体。目前已被用作二氧化钛载体的有硅藻土、高岭土、天然浮石和膨胀珍珠岩等。刘勋等研究了几种不同天然矿物（硅藻土、蛭石、高岭土、膨润土、硅灰石和海泡石）与纳米二氧化钛（VK-TA18）的复合。结果表明，在6种天然矿物所制得的复合材料中，以海泡石光催化降解效率最高，作用6h后，对甲基橙光降解率达到98%。其次是硅藻土和硅灰石，分别达到87%和85%。且光催化降解效率与天然矿物吸附能力呈一一对应关系。陈爱平等以轻质绝热保温建筑材料膨胀珍珠岩作载体，制得了能长时间漂浮于水面的纳米二氧化钛（JR05）负载型光催化剂，用于水面浮油的太阳光光催化降解。周波等采用天然浮石为载体负载纳米二氧化钛作光催化剂，利用高压汞灯为光源对有机磷农药的光催化降解进行了研究。结果表明，浓度为1.2×10－4 mol·L－1的农药光照2h左右可完全被光催化氧化为PO4。
吸附剂类 这类载体为多孔性物质，比表面积较大，是使用最为广泛的一类载体。用作负载纳米二氧化钛（VK-TA18）的吸附剂类载体主要有活性炭、硅胶、多孔分子筛等。吸附剂类载体可以获得较大的负载量，可以将有机物吸附到纳米二氧化钛粒子周围，增加界面浓度，从而加快反应速度。崔鹏等将活性炭负载到纳米二氧化钛膜作为光催化剂对甲基橙水溶液进行了光催 化降解试验。结果表明，与商品化的纳米二氧化钛微粉光催化剂的降解性能相比，其降解速率较高，由于纳米二氧化钛/C光催化剂中活性炭良好的吸附性能，使得光催化反应体系内产生了吸附－反应－分离的一体化行为，提高了光催化速率。国外的V.M.GuNk等研究表明，在不同负载量下，纳米二氧化钛在硅胶表面均没有形成连续涂层；纳米二氧化钛和SiO2之间的作用力包括氢键、静电力和少量的Si－O－Ti键，SiO2抑制了纳米二氧化钛从锐钛型向金红石型的相变。国内的郑光涛等采用溶胶－凝胶法将改性后的高效纳米二氧化钛光催化剂负载于球形硅胶上，得到了具有混晶结构、大比表面积、高活性的纳米纳米二氧化钛光催化剂。负载后的催化剂在紫外区具有强的吸收，比表面积达到379.8m·g－1。郑珊等合成了纳米二氧化钛呈单层分散或双层分散状2态的多孔分子筛MCM－41。结果表明，负载后，MCM－41孔道表面的SiO2以化学键相连生成Si－O －Ti键。 玻璃类 玻璃价廉易得，具有良好的透光性，便于设计成各种形状，引起了研究者的重视。用于纳米二氧化钛光催化剂的载体有玻璃片、玻璃纤维网
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、意义 1．具有绿色化的化学反应，原子经济性。 催化加氢一般生成产物和水，不会生成其它副产物（副反应除外），具有很好的原子经济性。绿色化学是当今科研和生产的世界潮流，我国已在重大科研项目研究的立项上向这个方向倾斜。 2．产品收率高、质量好，普通的加氢反应副反应很少，因此产品的质量很高。 3．反应条件温和； 4．设备通用性 二、催化加氢的内容 1．加氢催化剂 Ni系催化剂 骨架Ni （1）应用最广泛的一类Ni系加氢催化剂，也称Renay-Ni，顾名思义，即为Renay发明。具有很多微孔，是以多孔金属形态出现的金属催化剂，该类形态已延伸到骨架铜、骨架钴、骨架铁等催化剂，制备骨架形催化剂的主要目的是增加催化剂的表面积，提高催化剂的反应面，即催化剂活性。 （2）具体的制备方法：将Ni和Al, Mg, Si, Zn等易溶于碱的金属元素在高温下熔炼成合金，将合金粉碎后，再在一定的条件下，用碱溶至非活性组分，在非活性组分去除后，留下很多孔，成为骨架形的镍系催化剂。 （3）合金的成分对催化剂的结构和性能有很大的影响，镍、铝合金实际上是几种金属化合物，通常所说的固溶体，主要组分为NiAl3, Ni2Al3, NiAl, NiAl2等，不同的固熔体在碱中的溶解速度有明显差别，一般说，溶解速度快慢是NiAl3＞Ni2Al3＞NiAl＞NiAl2，其中后二种几乎不溶，因此，前二种组分的多少直接影响骨架Ni催化剂的活性。 （4）多组分骨架镍催化剂，就是在熔融阶段，加入不溶于碱的第二组分和第三组分金属元素，如添加Sn, Pb, Mn, Cu, Ag, Mo, Cr, Fe, Co等，这些第二组分元素的加入，一般能增加催化剂的活性，或改善催化剂的选择性和稳定性。 （5）使用骨加镍催化剂需注意：骨架镍具有很大表面，在催化剂的表面吸符有大量的活化氢，并且Ni本身的活性也很，容易氧化，因此该类催化剂非常容易引起燃烧，一般在使用之前均放在有机溶剂中，如乙醇等。也可以采用钝化的方法，降低催化剂活性和保护膜等，如加入NaOH稀溶液，使骨架镍表面形成很薄的氧化膜，在使用前再用氢气还原，钝化后的骨架镍催化剂可以与空气接触。
催化加氢技术及催化剂 作者: buffaloli (站内联系TA) 发布: 2009-03-03 一、意义 1．具有绿色化的化学反应，原子经济性。 催化加氢一般生成产物和水，不会生成其它副产物（副反应除外），具有很好的原子经济性。绿色化学是当今科研和生产的世界潮流，我国已在重大科研项目研究的立项上向这个方向倾斜。 2．产品收率高、质量好，普通的加氢反应副反应很少，因此产品的质量很高。 3．反应条件温和； 4．设备通用性 二、催化加氢的内容 1．加氢催化剂 Ni系催化剂 骨架Ni （1）应用最广泛的一类Ni系加氢催化剂，也称Renay-Ni，顾名思义，即为Renay发明。具有很多微孔，是以多孔金属形态出现的金属催化剂，该类形态已延伸到骨架铜、骨架钴、骨架铁等催化剂，制备骨架形催化剂的主要目的是增加催化剂的表面积，提高催化剂的反应面，即催化剂活性。 （2）具体的制备方法：将Ni和Al, Mg, Si, Zn等易溶于碱
的金属元素在高温下熔炼成合金，将合金粉碎后，再在一定的条件下，用碱溶至非活性组分，在非活性组分去除后，留下很多孔，成为骨架形的镍系催化剂。 （3）合金的成分对催化剂的结构和性能有很大的影响，镍、铝合金实际上是几种金属化合物，通常所说的固溶体，主要组分为NiAl3, Ni2Al3, NiAl, NiAl2等，不同的固熔体在碱中的溶解速度有明显差别，一般说，溶解速度快慢是NiAl3＞Ni2Al3＞NiAl＞NiAl2，其中后二种几乎不溶，因此，前二种组分的多少直接影响骨架Ni催化剂的活性。 （4）多组分骨架镍催化剂，就是在熔融阶段，加入不溶于碱的第二组分和第三组分金属元素，如添加Sn, Pb, Mn, Cu, Ag, Mo, Cr, Fe, Co等，这些第二组分元素的加入，一般能增加催化剂的活性，或改善催化剂的选择性和稳定性。 （5）使用骨加镍催化剂需注意：骨架镍具有很大表面，在催化剂的表面吸符有大量的活化氢，并且Ni本身的活性也很，容易氧化，因此该类催化剂非常容易引起燃烧，一般在使用之前均放在有机溶剂中，如乙醇等。也可以采用钝化的方法，降低催化剂活性和保护膜等，如加入NaOH稀溶液，使骨架镍表面形成很薄的氧化膜，在使用前再用氢气还原，钝化后的骨架镍催化剂可以与空气接触。 其它镍系催化剂 从1897年Sabatier将乙烯和氢气通到还原镍使之生成乙烷开
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
关于高分子负载催化剂的研究进展 陈凯高材1301 摘要：高分子催化剂作为功能高分子的重要一个分支，具有稳定性高、溶剂适用性广、易于产物分离纯化、对环境影响小、易从反应体系中分离回收和重复使用等优点，受到人们极大的重视。本文以高分子负载催化剂的结构，应用等为线索，着重介绍高分子负载金属络合物催化剂，可溶性高分子金属络合物的优缺点及其研究进展，并作出了总结与展望。 关键词：高分子负载催化剂金属络合物结构应用 1.引言： 近几十年来，均相催化反应得到很大的发展，但这些均相反应的催化剂一般来说存在价格昂贵、反应活性低、易流失、较难回收操作等缺点；另一方面，均相催化剂往往要使用重金属离子，这样既会对产物和反应后处理过程造成污染，催化剂又难于回收，总的合成效率也大为降低，因此寻找能够重复使用且回收操作简单的催化剂或配体就成为有机催化反应领域的研究热点之一。自1963年R.B.Merrifield和R.Letziger等人首次将聚苯乙烯引入到多肽和低聚糖的合成中，开创了高分子化合物在有机合成中应用的先例，随之聚合物试剂的研究和在有机合成中的应用得到了很大的发展。其中高分子催化剂更受人们的重视。高分子催化剂又叫聚合物催化剂，它是聚合物试剂中的一类，也是功能高分子的一个重要分支。将具有催化活性的金属离子或金属配合物以化学作用或物理作用方式固定于聚合物载体上所得到的具有催化功能的高分子材料称为高分子负载金属或金属络合物催化剂，简称高分子负载催化剂。高分子负载催化剂由于负载高分子的特殊性，具有：1.可以简化反应步骤。2. 提高了催化剂的稳定性。3.腐蚀性小。4.易于分离，反应后的催化剂可以回收重复使用。4.催化的重现性高。同时，高分子载体不仅仅是作为金属活性中心的惰性支持体，由于其特殊的高分子效应，及其与催化中心、反应底物和产物之间的相互作用，可极大地影响催化剂的催化性能，提高反应的活性和选择性，这正是引起人们研究高分子负载催化剂的兴趣所在。本文以高分子负载催化剂的组成，结构，应用等为线索，着重介绍高分子负载金属络合物催化剂，可溶性高分子金属络合物的优点及其研究进展，并作出了总结与展望。 2 高分子负载金属络合物催化剂： 金属酶催化剂具有高效、专一和无污染等特点. 受金属酶催化作用的启发, 在金属有机化学中均相催化取得辉煌成就的背景下,20世纪60年代末，70年代初开始了设想通过高分子负载的方法, 转化均相催化剂为复相催化剂, 使之兼具二者的优点和避免相互缺点的探索。根据高分子负载催化剂作用方式的不同，将其分为物理吸附催化剂和化学键联催化剂。物理吸附催化剂是指催化活性物质通过物理吸附力直接吸附在高分子上；化学键联催化剂是通过化学键的作用与高分子联接在一起。由于物理吸附催化剂稳定性较差，在使用过程中金属离子或配合物容易流失，高分子骨架或其配合物功能基团也会被破坏，有时金属离子还会形成微晶，因此该类催化剂回收次数不理想。而化学键联催化剂不仅具有较高的稳定性，可回收重复使用多次，而且还具有较高的催化效率，成为高分子负载催化剂的主要研究方向。化学键联的高分子负载催化剂的合成方法主要有以下3种类型：(1) 通过有机反应先对高分子进行官能化，形成新生官能团，然后再与催化活性中心连接。(2)通过具有催化活性单体共聚形成高分子负载催化剂，可以通过控制聚合的条件，以得到合适的孔径、粒度、强度的凝胶或粉末。(3) 高分子骨架中已具备有效官能团，可以通过与催化剂前体进行亲核取代或亲电加成等反应，直接将催化活性物质通过共价键链接到高分子上。 高分子负载催化剂与传统小分子催化剂相比具有如下特点：简化操作过程；活性高；易与
催化加氢过程中催化剂的选择 从事催化的各位虫友，经常会面临催化剂种类的选择，先将我用过的催化剂的优缺点和大家分享，有不足的和错误的，请大家补充和指正。 催化剂定义：又叫触媒。根据国际纯粹与应用化学联合会（IUPAC）于1981年提出的定义，催化剂是一种物质，它能够改变反应的速率而不改变该反应的标准Gibbs自由焓变化。 从用途上分，可以分成加氢催化剂、氧化催化剂和异构化催化剂等。加氢镍催化剂又分为：1.骨架镍催化剂（镍-铝合金粉）；2.负载碳酸镍与碳酸铜催化剂；3.负载型镍催化剂。 我们常用到的催化剂有钯碳、雷尼镍、德国6504K、C207（铜类）催化剂、KT-02镍催化剂等。先将各催化剂的优缺点陈列如下，给各位从事催化加氢的虫友做个参考。 （1）从价格上分析：钯碳最贵，价格为450万元/吨左右；雷尼镍价格为20万元/吨左右；6504K催化剂为30万元/吨；C207催化剂价格不详，但因其主要催化成份为铜，估计是这里面最便宜的；KT-02型镍催化剂价格在35万元左右。 （2）从活性上分析：钯碳>KT-02>雷尼镍>6504K>C207。 （3）从催化反应温度分析：钯碳反应温度很低，在常温下也可以催化反应；KT-02镍催化剂在40左右就可以进行催化；雷尼镍催化反应温度稍高，60度左右；6504K催化反应温度在80度左右；C207催化反应温度一般不低于150度。 （4）从使用安全按角度分析：KT-02型镍催化剂150摄氏度下空气中不自燃；6504K 也可以在空气中120摄氏度下保存；钯碳常温下暴露在空气中容易自燃；雷尼镍暴露在空气中容易着火。 （5）从催化反应的选择性上分析：钯碳活性太高，在多基团的时候选择性低，生成副产物；KT-02型镍催化剂选择性很好；雷尼镍加氢选择性比钯碳要好，但是比KT-02稍差；C207选择性很好。 （6）从转化率分析：钯碳>KT-02>雷尼镍>6504K>C207。 （7）从使用方便角度分析：KT-02和6504K在使用前都不需要活化，直接投入反应体系即可进行催化；钯碳不需要催化，但是必须密封隔绝空气保存；雷尼镍和C207使用前必须先进行活化，用碱处理溶去铝方可投入反应进行催化，而且雷尼镍在保存时也必须隔绝空气。 （8）从与产物进行分离来分析：催化加氢完毕后，必须将产物与催化剂进行分离，从分离难易程度来看：KT-02>雷尼镍>6504K>钯碳，C207一般用于固定床加氢，分离不存在太大的问题。 （9）从重复使用次数来看：KT-02>雷尼镍>6504K>钯碳>C207。这里综合考虑反应过程中的失活及后分离过程中的损失。KT-02重复使用次数不少于100次；雷尼镍重复使用次数在70次左右；6504K重复使用次数为30-35次；C207在固定床上使用；一般用一段时间后重新换新催化剂；具体使用次数不好估计，钯碳一般在使用后需要进行活化。 （10）催化剂形式：钯碳、KT-02、6504K、C207为负载型催化剂，雷尼镍为镍铝合金。 以上主要是对各催化剂的特性进行比较，如有不合适的地方，请多指点。各位虫友可以根据自己所要加氢的原料及产物特点，选择合适的催化剂。
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
加氢精制的催化剂 加氢精制催化剂一般以钨、镍等为活性组分，以硅、铝等为载体（或担体）。 担体有两大类： 1、中性担体，如活性氧化铝、活性碳、硅藻土等 2、酸性担体，如硅酸镁、硅酸铝、分子筛等。 一般来说担体本身没有活性，在选择担体时一般选择中性担体。因为中性担体本身的裂解活性不高，用它制备的催化剂表现出较强的加氢活性和较弱裂解活性。 担体的作用： 1、担体具有较大的比表面，能使活性组分很好的分散在其表面上，从而更有效地发挥活性组分的作用，节省活性组分的用量。 2、担体做为催化剂的骨架起到提高催化剂的稳定性和机械强度的作用，并保证催化剂具有一定的形状和大小，减少流体阻力。 3、担体能够改善催化剂的导热性，防止活性组分因局部过热而引起烧结失活。 加氢装置催化剂的装填很重要，如果催化剂装填质量差，疏密不均，不但会造成催化剂装填量减少，更重要的是会使物料走“短路”或床层下陷，造成反应器床层物料和温度不均，物料和催化剂接触时间不等，严重影响到催化剂的寿命和产品的质量。 为确保催化剂的运输和装填安全，目前绝大多数催化剂在运
输时是氧化态，活性较低。为了使催化剂具有更高的活性和稳定性，提高催化剂抗中毒能力，催化剂在使用前需要预硫化。预硫化一般使用CS2或其它硫化物，在氢气的存在下先反应生成硫化氢，然后再进一步反应将催化剂中的活性组分转化成较高活性的“硫化态”。 硫化反应方程 CS2+4H2=CH4+2H2S 3NiO+H2+2H2S =Ni3S2+3H2O WO3+H2+2H2S = WS2+3H2O 催化剂的初活稳定（钝化）：硫化后的催化剂活性极高，直接进质量较差的焦化汽柴油会立即积炭，使催化剂活性大幅度下降，因此需要用航煤或直硫柴油进行初活稳定，以适当降低催化剂活性，延长催化剂的使用周期。用直馏航煤做稳定油，因直馏航煤中的烯烃含量很低，进入反应系统后基本不会在催化剂表面积炭，起不到初活稳定的作用或初活稳定的作用很小。而直馏柴油的质量介于航煤和焦化柴油之间，在初活稳定期间可以在催化剂表面形成一定的积炭而适当降低催化剂的活性，从而保证在正常生产期间的温度控制。 催化剂在长期运行中表面会逐步结焦，其活性会逐步降低，因此当催化剂活性降低到一定程度后需要对催化剂进行烧焦再生。目前一般采用器外再生技术。 空速对加氢精制的影响 空速是单位时间的进料量与催化剂藏量之比，有体积空速和重量空速两种表示方式。降低空速意味着原料与催化剂接触时间的增加，加氢深度增加，因此产品质量可提高，但是降低空速可促进加氢裂化反应，降低产品液收，增加氢耗，增加催化剂的积炭，降低空速也意味着在反应器内的催化剂数量不变时，降低了处理量；加大空速会导致反应深度的下降，此时需提高反应温度来提高反应深度。空速高低变化可用提高或降低反应温度来补偿对反应深度的影响。 氢油比对加氢精制的影响
燕山大学 本科毕业设计（论文）文献综述 课题名称：高分子催化剂 课题性质： 学院（系）：材料学院 专业：材料物理与化学 年级：2014级 指导教师：李青山 学生姓名：徐冬阳 2014 年10 月5 日
摘要 在生物体中的酶具有令人向往的功能，它都能在温和的条件下进行各种化学反应，并具有高度的选择性。模拟酶的工作中，一是想模拟酶的结构，一是想模拟酶的功能。高分子催化剂主要想模拟酶的功能。酶具有很高的催化活性及选择性。高分子催化剂能够提高反应速度，但这还不够。我们力求缩短反应时间不如缩短分离和提纯的时间更为合算，这就必须提高催化剂的选择性。与其他非生物催化剂不同的是，酶具有高度的专一性，只催化特定的反应或产生特定的构型。由于酶高效性：酶的催化效率比无机催化剂更高；专一性：一种酶只能催化一种或一类底物；多样性：酶的种类很多；温和性：酶催化的化学反应一般是在较温和的条件下进行的；活性可调节性：包括抑制剂和激活剂调节、反馈抑制调节、共价修饰调节和变构调节等；易变性，在工业和人们的日常生活中的应用也非常广泛。有些酶的催化性与辅助因子有关。近来更注意高分子催化剂选择性的研究。 关键词：酶高分子催化剂选择性
一、前言： 纵观近百年来,工业催化剂发展历程，石油炼制，石油化工，精细化工和合成氨等广义的化学工业发展都离不开催化剂。可以预期，进入新世纪后，环境保护和人类可持续发展同样离不开催化剂。新世纪开发的催化剂和催化工艺，除用以改造传统工艺外，更重要的是开拓其在以天然气为基础的C1化工、烷烃化学、精细与专用化学品生产等领域的应用。从长远看，还包括各种廉价生物质在内的再生资源利用。展望未来，除传统催化工艺将获得新发展外，催化剂和催化工艺还将在新能源和新资源的开发利用、生物工程技术发展和环保新领域中起关键作用，而且催化剂还将为人类创造一个“舒适、安全、清洁、优美”的环境,作出新贡献。 催化剂工业发展对策与建议分析：（1）我国石油化工催化剂的发展必须继续坚持探索、研究、开发、推广并重的思路，不断推进催化剂更新换代。（2）抓住我国新催化材料和新催化剂在石油化工应用研究领域里取得的新的技术生长点和创新点，组织力量，继续努力，取得新突破和新发展。（3）做到研究单位、生产厂和用户紧密结合，科、工、贸、产、学、研,紧密结合，共同推进催化技术发展。（4）组织各种技术小组，深入企业做好售前售后服务，帮助用户增加经济效益，依靠我们的技术优势积极拓展国际市场份额。（5）强化制备工艺、设备和控制手段方面的研究，努力降低物耗、能耗，提高产品收率。（6）转变环保观念，由传统的末端控制和治理转为全过程控制，从单纯的花钱治理向节能降耗、减少污染要效益；大力研究开发环保事业需要的各类催化技术和催化剂，开拓环保催化产业；研究开发有利环境的石油化工催化剂及成套生产工艺技术，减少或避免二次污染，提高原材料、水、能源的使用效率，减少污染物产生量和排放量。 二、课题国内外现状： 催化剂是可以加速化学反应的物质。化学反应若要发生，则反应物分子之间必须有足够能量的发生碰撞以形成活性复合物或过渡态复合物，这个能量就是活化能。而催化剂能够提供一个较低的活化能，因此加速了化学反应的发生。和未添加催化剂的反应的一步实现原理相比，催化反应包含了许多种化合物与过渡态复合物[1]。 催化技术对于目前乃至未来的能源、化学反应、环境工业、石化工业都是至关重要的。原油、煤和天然气向燃料和化学原料的转化，大量石油化工和化学产品的生产，以及CO、NO、碳氢化合物排放物的控制，全都依赖于催化技术。此外，催化剂还是燃料电池电极的必要组分——无论电极使用的是固体氧化物离子还是聚合物质子电解液[2]。催化技术的发展、催化剂的改进和新催化剂的成功开发, 往往会带动已有工艺的改进和新工艺的诞生。据统计,85%以上的化学反应都与催化反应有关[3]。目前工业上采用的催化剂大多为金属、金属盐和金属氧化物等多相催化剂, 其优点是催化性能较稳定, 使用温度比较广, 容易回收重复使用, 但催化活性较低, 反应常常需要高温、高压条件, 而且副反应较多。最近几十年, 发展了以有机金属络合物为主的均相催化剂, 为化学工业带来革命性进步。这种催化剂分散度高, 活性中心均一, 结构明确, 催化剂活性和选择性都较高, 反应可以在很温和的条件下进行[4]。近年来，随着科学技术的突飞猛进，合成了许多具有独特功能的高分子材料。其中，高分子催化剂在化学工业中初露头角，显示许多优良的性能，将有可能却带无极催化剂。高分子催化剂就是高分子化的催化剂，催化剂在高分子上，高分子是载体，因此有时也称负载催化剂。 最早报道的高分子催化剂是Haag[5-7] 等在1969 年采用聚苯乙烯磺酸树脂负载的阳离子金属络合物，并证明可用于氢化醛化反应到了七十年代后期几乎所有的小分子都被负载在有机和无机高分子上, 这些高分子催化剂是用带有配位原子N,S,P,O等的高分子作为配位体与过度金属形成络合物在这方面发表了许多综述和专著。高分子催化剂是一种对化学反应具有催化作用的高分子。 是一种高活性、高选择性的天然高分子催化剂，但由于是水溶性的，故在工业应用上受
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
高分子催化剂 概念 高分子催化剂是一种对化学反应具有催化作用的高分子。生物体内的酶就 是一种高活性、高选择性的天然高分子催化剂，但由于是水溶性的，故在工业应用上受到限制，因而又发展了不溶于水的固定化酶——一种半合成的高分子催化剂。目前开发应用的合成高分子催化剂主要有离子交换树脂型催化剂和高分子金属催化剂两类。多以有机或无机高分子为骨架，在骨架上连有各种具有催化作用的功能基团。这类催化剂不仅具有很高的活性和选择性，而且比较稳定，分离、回收方便，可以重复使用，有的还具有光学活性等特殊的机能。目前已应用到各种有机反应、有机合成及某些高分子合成反应中。 分类 对化学反应具有催化作用的高分子。主要有天然高分子催化剂和合成高分子催化剂两大类。前者如酶，后者如固定化酶、模拟酶和高分子金属催化剂等。 酶 在生物体内所进行的化学反应，几乎全部是酶催化的。酶是由各种氨基酸联结组成的高分子，有的还含有金属离子（金属酶）。酶的特点是在常温常压下具有很高的活性和选择性。发酵工业早就使用酶作为催化剂。但是，酶是水溶性的，不容易回收再使用，因此在实际应用上受到很大的限制。为了克服这个缺点，到了20世纪50年代，人们开始研究把酶连接在合成高分子上的所谓固定化酶。 固定化酶利用酶的官能团(—NH2、—COOH、—SH、咪唑基、苯酚基等）与合成高分子的官能团进行反应可以制得。例如，含—C6H4NCS的聚丙烯酰胺与含—NH2的酶作用，可得如下的固定化酶（见结构式a）： 固定化酶可用于催化氧化、还原、重排、水解、异构化等反应。例如，固定化氨基酰化酶可使N-酰化-D，L-氨基酸进行选择性水解。所产生的L-氨基酸可利用溶解度的差别，与N-酰化-D-氨基酸分离,此法已工业化。固定化酶属于半合成高分子催化剂。 模拟酶 60年代,关于模拟酶的合成高分子催化剂的研究逐渐活跃起来。酶的催化作用,与其具有光学活性的特殊高级结构和高分子链上的各种官能团所引起的分子