工业催化复习重点修订版2

1 1 什么是催化剂 催化剂作用的特征是什么 定义 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 特征 加快反应速率 反应前后催化剂不发生化学变化 催化剂的化学组成 不变化 物理状态 变化 晶体 颗粒 孔道 分散 故在工业催化过程中 应严格控制操作条件 使催化剂的物理 化学状态稳定 从而 延长催化剂的寿命 2 工业催化剂基本指标是什么 工业催化剂性能要求有哪些 工业催化剂的四个基本指标 选择性 稳定性 活性 成本 工业催化剂可以在实际工业生产条件下可操作的催化剂 对工业催化剂的性能要求 活性 选择性 生产能力 稳定性 寿命 机械强度 导热性能 形貌和粒度 再生 性 3 什么是催化剂的稳定性 什么是催化剂的寿命 稳定性是指催化剂的活性随时间变化 寿命是指催化剂从运行至不适合继续使用所经历的时间 希望催化剂稳定性好 寿命长 在研发催化剂的过程中 通常较多地注意活性和选择性 其实 对工业催化剂来说 稳定 性和寿命是至关重要的 4 导致催化剂失活的主要原因有哪些 催化剂表面结焦 coking 沾污 fouling 杂质或副产物使活性组份中毒 poisoning 活性组份挥发 流失 loss of active species 活性组份烧结 微晶粒长大 或载体孔结构烧结 sintering 5 工业催化剂 s y a 空时收率 书 P23 例题 1 1 6 固体催化剂的组成有几部分 各部分的作用 多相固体催化剂的组成部分 主催化剂 共催化剂 助催化剂 载体 活性组份 主催化剂 起催化作用的根本性物质 即催化剂的活性组分 如合成氨催化剂中的 Fe 其作用是 化学活性 参与中间反应 催化剂具有多种活性功能 多功能催化剂 多功能催化可由单活性组份 也可由多活性组份实现 共催化剂和主催化剂同时起作用的组分 助催化剂它本身对某一反应无活性 但加入催化剂后 一般小于催化剂总量 10 能使催 化剂的活性或选择性或稳定性增加 加助催化剂的目的 助活性组份或助载体 2 载体提高活性组份分散度 对活性分支多作用 满足工业反应器操作要求 满足传热传质 要求 7 扩散控制 动力学控制 提高宏观反应速率措施 g s 或 l s 催化反应是由一连串的物理与化学过程组成 7 步 总速度 或宏观速率 取决于阻力最大的步骤 最慢的步骤 速率控制步骤 扩散控制 外扩散 内扩散 动力学控制 表面反应 化学吸附与脱附 确定过程控制步骤 针对性地采取措施 提高过程宏观速率 措施 若扩散控制 则提高气流速率 扩大孔径 减小粒径 若动力学控制 则提高温度 改变催化剂活性组份 控制步骤不是一成不变 可以通过改变操作条件 使系统从一种控制过程过渡到另一种控 制过程 8 多孔催化剂的效率因子 物理意义 多孔催化剂的效率因子 K 多孔 K 消除内扩散 内表面利用率 1 9 内扩散模型有哪几类 努森扩散 体相扩散 过渡区扩散 构型扩散 10 内扩散效应对复杂反应的影响如何 1 对反应速率的影响 使催化剂表面利用率下降 多孔催化剂的效率因子 K 多孔 K 消除内扩散 内表面利用率0 慢化学吸附 非活化吸附 无需活化能 Ea 0 快化学吸附 2 均匀吸附与非均匀吸附 均匀吸附 表面原子与反应物分子形成相同的吸附键 非均匀吸附 表面原子的能量不同 表面原子与反应物分子形成不同的吸附键 3 单纯吸附 混合吸附 单纯吸附 只有一种反应物分子吸附 混合吸附 有几种反应物分子在催化剂表面吸附 4 离解吸附和不离解化学吸附 4 定位吸附 非定位吸附 定位吸附 非定位吸附 定位吸附 ETEP 吸附质在表面自由转换 化学吸附总是定位吸附 其吸附中心一般就是催化活性中心 区别 非定位吸附质点在固体表面自由运动 定位吸附质点获得能量后在固体表面跃迁 5 吸附研究的意义是什么 吸附研究的意义是什么 物理吸附 用于催化剂宏观结构性质的测试 化学吸附 研究催化过程机理 探究催化活性和催化选择性的根源 6 催化吸附的特征是什么 催化吸附的特征是什么 多位催化理论 巴兰金 几何对应原理 催化剂晶体空间结构与反应物分子反应变化的部分其结构呈几何对应关系 活性集团理论 柯巴捷夫 活性集团理论 活性中心是催化剂表面上非晶相中几个原子 组成的集团 火山型原理 在单分子反应中 如果吸附质吸附足够强 达到了很高的表面遮盖率 则催化活性与反应物 吸附强度成相反关系 一个好的催化剂 中等强度化学吸附键 使吸附反应物分子中键断裂 中间物在表面短暂 滞留 产物分子迅速脱附 表面有一定的遮盖率 7 描述吸附等温线的模型有哪些 各有何假定条件 描述吸附等温线的三种模型 Langmuir H 与 Q 无关 理想吸附 化学及物理吸附 Fremdlich H 随 Q 对数下降 化学及物理吸附 TemKin H 随 Q 线性下降 化学吸附 BET 多层吸附 物理吸附 第第 4 章章思考题思考题 1 B 酸碱 酸碱 L 酸碱的概念 酸碱的概念 固体酸 能给出质子 or 接受电子的固体 B 酸 给出质子 L 酸 接受电子 体碱 能接受质子 or 给出电子的固体 B 碱 接受质子 L 碱 给出电子 2 固体酸强度固体酸强度 H 概念 概念 强度 给出质子或接受电子的能力 用 H 表示 5 液体酸 稀酸溶液 PH 浓酸溶液和固体酸 H H Hammentt 函数 固体酸表面能够吸附一未解离的碱 并将其转变为相应的共轭酸 其转变借助于 质子自固体酸表面传递与吸附的碱 定义 H lg aH lg B BH pKa lg B BH Pka 越小 酸越强 3 测定固体酸度与酸强度的方法 测定固体酸度与酸强度的方法 TPD 法 吸附了碱的固体酸 在等速升温并通入稳定流速的载气条件下 表面吸附的碱 在一定条件下脱附 色谱检测记录吸附速率随温度变化的曲线 超强酸 H 26 4 固体碱中心的来源有哪些 固体碱中心的来源有哪些 碱金属 碱性金属氧化物 混合金属氧化物 5 沸石 分子筛概念 沸石 分子筛概念 一 概述 1 沸石 自然界存在的类似粘土的硅铝酸盐 2 沸石特点 白色 通常 浅粉 棕红 黄色或绿色 玻璃光泽 粒度 0 5 10 硬度 中等 3 5 金刚石 比重 2 0 2 5 由 SiO4 和 AlO4 四面体骨架共享氧原子而交联 形成多孔骨架结构 孔道大小均一 无毒无味 无腐蚀性 不溶于水和有机溶剂 溶于强酸 强碱 沸石中由于 AlO4 四面体有过剩负电荷 由 Na K Ca2 Sr2 Ba2 离子中和 沸石的孔有效直径由这些正离子大小和所在晶格 的位置决定 分子筛 人工合成结晶的硅铝酸盐 化学组成 Me x n AlO2 x SiO2 y zH2O 6 什么是分子筛的一级结构 二级结构 三级结构 什么是分子筛的一级结构 二级结构 三级结构 1 基本结构单元 2 环结构 3 笼结构 7 分子筛的孔道是如何形成的 分子筛的孔道是如何形成的 8 八面沸石 丝光沸石 八面沸石 丝光沸石 ZSM 分子筛的结构特征 分子筛的结构特征 八面沸石 骨架 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 主晶穴 笼和六方棱柱围成 孔道 8 9 6 最大孔径为 12 元环 丝光沸石 M 型沸石 大量双五元环通过氧桥连接而成 连接处形成四元环 进一步连接 成层结 构 没有笼 9 分子筛的特点有哪些 分子筛的特点有哪些 沸石分子筛的吸附特性 1 具有高吸附特性 2 根据分子的大小和形状择形选择吸 附 亲水性和憎水性 沸石分子筛的离子交换特性 1 吸附性质 2 热稳定性 3 表面酸性质 10 分子筛催化理论有哪些 固体酸 静电场 择形催化 分子筛催化理论有哪些 固体酸 静电场 择形催化 反应物择型催化 反应物分子直径小于孔径的分子进入晶孔反应 产物择型催化 产物中分子临界直径小于孔口的可以从孔中扩散出来 过渡状态限制择形催化剂 产物 反应物不受催化剂窗口的孔径限制 需内孔和孔腔有适 宜的空间 便于过渡态生成 分子交通控制的择形催化 催化剂有大小不同的孔道 反应物通过一种孔道进入活性部位 产物从另一通道扩散出来 11 沸石分子筛的酸 碱催化性能及其调变 分子筛是固体酸 碱催化剂 以离子机理进 沸石分子筛的酸 碱催化性能及其调变 分子筛是固体酸 碱催化剂 以离子机理进 行催化反应 行催化反应 主要用于酸催化反应工业过程 其反应按正碳离子机理 第第 5 5 章章思考题思考题 1 过渡金属的电子特征是什么 过渡金属的电子特征是什么 特征 最外层有 1 2 个 S 电子 次外层有 1 10 个 d 电子 能级中含有未成对电子 磁性 2 金属电子逸出功 反应物电离势概念 它们相对大小对催化有何影响 金属电子逸出功 反应物电离势概念 它们相对大小对催化有何影响 金属催化剂化学吸附与催化的关系 1 金属催化剂的电子逸出功 金属表面电子移到外界所需的最小功 最低能量 2 反应物粒子的电离势 I 反应物电子移到外界所需的最小功 难易程度 3 金属催化剂的主要形态有哪些 金属催化剂的主要形态有哪些 4 为什么过渡金属表现出良好的催化性能 为什么过渡金属表现出良好的催化性能 由于次外层 d 层 未排满电子 具有电子空穴 形成了过渡金属具有特有的电子授受能 力 从而表现出良好的吸附与催化性能 5 过渡金属能带理论的基本内容是什么 过渡金属能带理论的基本内容是什么 金属形成晶格时 原子按一定的规律紧密排列 金属原子核对外层价电子束缚较弱 其电 子在整个晶体内自由运动 离域共价键 金属键 金属原子核就淹没在电子的海洋中 7 金属能带理论 分子轨道理论 N 个原子形成分子 其分子轨道是 N 2 成键轨道 N 2 反键轨道 对金属而言 N 个金属原子形成的分子就是整块金属 故金属分子 即整块金属 其原子 数 N 非常大成键轨道间能级差非常小 以至构成能带 满带 反键轨道间能级差也非常小 空带 能带间的能级差为禁带 6 d 空穴概念 为什么过渡金属空穴概念 为什么过渡金属 d 空穴值与原子价电子结构不一致 空穴值与原子价电子结构不一致 d 空穴概念是基于分子轨道理论 由于过渡金属原子的价电子在整个金属自由运动 形成能带 决定了金属的性质 导电性 导热性 光谱行为等 过渡金属最外层能带与次外层能带出现重叠 使得这两层的电子可 以发生某种程度的移动 空穴与催化活性关系 化学吸附后磁化率相应减小 直接证明 d 空穴参与化学吸附和催化反应 d 空穴 吸附作用 太强吸附不利于催化 中等吸附有利于催化 当催化剂 d 空穴数与反应物分子需要的电子转移数相近时 产生的化学吸附是中等的 过渡金属的 d 空穴适中 宜于发生催化作用 7 过渡金属价键理论的基本内容是什么 过渡金属价键理论的基本内容是什么 d 百分概念 百分概念 Pauling 价键理论 金属晶体是由原子通过价电子形成共价键 金属键 结合而成 共价键是由 nd n 1 s 和 n 1 p 轨道参与的杂化轨道 金属的电子分成两类 成键电子 填充杂化轨道 形成金属键 原子电子 未结合电子 在原子轨道中 d 百分数 d 轨道在成键轨道中的分数 如 成键轨道 d2sp3 d 百分率 2 2 1 3 0 33 成键轨道 d3sp3 d 百分率 3 3 1 3 0 43 金属键的 d d 带中的空穴 催化吸附要求强度适中 即 d 适中 8 晶格 晶格常数 晶面符号 晶格 晶格常数 晶面符号 晶体 原子 离子或分子按点阵结构排列而成的物质 晶格 按点阵划分的空间格子 晶格参数 晶格中原子间距及轴角大小 晶胞 晶体结构的最小单位 晶面符号 通常用指标来描述晶面或从空间点阵中划分出来的平面点阵 8 选择空间点阵中的三个平移向量 a b c 的三个方向作坐标轴 用 a b c 表示晶面 各种晶面中典型的晶面有 1 0 0 0 1 0 0 0 1 1 1 0 1 0 1 0 1 1 1 1 1 9 晶体缺陷有哪些类型 与催化剂的关系如何 晶体缺陷有哪些类型 与催化剂的关系如何 晶格缺陷 1 零维 点 缺陷 剪切面 空位 低倾角界面 填隙原子 离子 低的扭转角界面 外来原子 离子 晶粒界面 2 一维 线 缺陷 表面 边位错 4 三维 立体的 缺陷 螺旋位错 孔隙 3 二维 平面 缺陷 外来杂夹物 反相界面 1 点缺陷 空位 离子从其正常位置移到表面 填隙原子 某离子进入空隙 正 常位空着 外来原子或离子置换了原来原子或离子 造成点缺陷原因 机械缺陷 机械作用导致晶格缺陷 电子缺陷 热 光下出现不正常离子导致晶格缺陷 化学缺陷 局外原子或离子出现导致晶格缺陷 2 线缺陷 边位错 晶格之间发生平移 螺旋位错 晶体受热力作用 晶面变得参差不齐 像一 个螺旋体 3 结晶剪切 沿着剪切面八面体之间的连结从共用角变成共用边 4 堆垛层错与颗粒边界 是由于晶面的错配和误位所造成 10 多位催化理论基本内容 为什么不同的晶面有不同的催化性能 多位催化理论基本内容 为什么不同的晶面有不同的催化性能 多位催化理论 巴兰金理论 反应物物理吸附 反应基团与催化剂活性中心作用而分子变形 生成中间络合物 化学吸附 表面反应 生成产物而脱附 反应基团与催化剂活性中心作用而分子变形是关键步骤 要求活性中心与反应物分子间有 一定的结构对应性 晶面花样 几何适应 使得反应物分之适当扭曲变形 中等强度 吸附 能量适应 从而发生催化反应 11 分散度 结构敏感反应 结构非敏感反应 氢溢流现象概念 分散度 结构敏感反应 结构非敏感反应 氢溢流现象概念 高比表面和大孔隙率载体负载 形成微小颗粒 暴露面增大 减少金属用量 提高催化活 性 分散度 Dispersity 表面原子数 总原子数 晶粒 分散度 表面原子数 晶角原子数 表面原子配位不饱和数 结构敏感反应 structure sensitive reaction 反应速率对金属表面细微结构变化敏感 9 的反应 催化剂表面纹理结构 载体性质影响反应 结构非敏感反应 反应速率不受催化剂结构影响 制备方法 晶粒大小 载体结构等对催 化剂的比活性影响不大 反应的结构敏感性可以用分散度 D 与转换频率 TOF 关系来表征 溢流 spill over 被吸附的活性物种从一个相转移至不能直接生成活性物种的另一相 使另一相活化而参与反应 H2 M HaM HaM M H 溢流现象表明催化剂表面上的吸附物种是流动的 12 载体与金属催化组分的作用形式有哪些 载体与金属催化组分的作用形式有哪些 13 合金组份是如何影响催化性能的 合金组份是如何影响催化性能的 第五章中老师在课堂上提到的内容 1 吸附态 吸附状态 I 电子从反应物 向金属 Cat 表面转移 反 应物变成吸附在 cat 上的正离子 吸附形成离子键 正离子吸附层可降低 Cat 表面逸出功 若表面反应控制步骤是生成正离子吸附态 需大 Q 放热 2 核心关系 活化吸附 中等强度 火山形曲线 3 晶面 特定的晶面呈现特定的催化效应 不同晶面上活性中心 金属原子 的间距 不饱和程 度不同 导致吸附 变形 扭曲 活化程度不同 稳定晶面两个特点 未满足的键数目小 电中性 第六章思考题 1 什么是均相络合催化 其优缺点 什么是均相络合催化 其优缺点 第一节 均相络合催化剂的优缺点 优点 高选择性 分子催化 条件温和 便于催化机理和理论研究 缺点 难分离 稳定性差 腐蚀性 成本高 10 络合催化 催化剂和反应物之间由于配位作用而进行的催化反应 是意大利科学家 Natta 于 1957 年首先提出 络合催化剂 一般是过渡金属络合物 过渡金属有机化合物 催化特点是 效率高 选择性好 并可在温和的条件下操作 催化性能接近酶催化 如第 三代 Z N 聚合催化剂 现已得到广泛应用 如烃类氧化 烯烃聚合 羰基合成 2 络合物的价键理论 晶体场理论 配位场理论 络合物的价键理论 晶体场理论 配位场理论 价键理论 中心原子 或离子 有空的价电子轨道 配体具有孤对电子 配体将孤对电子配位到中心原子的空轨道中形成配价键 nd5 n 1 S1 n 1 P3 9 个轨道的 能量相近 其空轨道可形成 dsp 杂化轨道与配体成键 晶体场理论 晶体场理论 中央离子与周围配体只是通过静电作用而形成络合物 中央离 子在配体的作用下 发生五个简并 等同 d 轨道的能级分裂 在 d 层未充满电子的情况 下 这样的能级分裂给络合物带来额外的稳定化能 总能下降 造成中央离子与配体的附 加成键效应 3 什么是晶体场稳定化能 为什么会出现强场低自旋 旋弱场高自旋 什么是晶体场稳定化能 为什么会出现强场低自旋 旋弱场高自旋 Crystal Field Stabilization Energy d 轨道分裂产生的总能量的下降 CFSE 络合物稳定性 在多相催化中 当一个质点被吸附在催化剂表面形成 表面络合物时 会产生 d 轨道能级 分裂 给络合物带来 CFSE CFSE 络合物越稳定 中央离子 活性中心 与吸附粒子的作用越强 CFSE 是预测反应活性的一个重要参数 在强的配位场作用下 较大 P 则电子尽量充满低能轨道 成对排列 低自旋 强场低 自旋 在弱的配位场中 较小 P 则电子尽可能分占不同轨道 高自旋 弱场高自旋 4 描述配位络合催化循环 描述配位络合催化循环 络合物的分子轨道理论 配位场理论 晶体场理论 中央离子与周围配体只是静电相互作用 无价键 因此静电作用理论无法解 释配位场强弱顺序 也无法解释羰基络合物 非离子型配体 配位场理论 中央离子与配体之间除静电作用外 还有一定程度的共价键 成键轨道 能量降低 反键轨道 能量升高 非键轨道 能量不变 络合催化循环 ppt355 11 5 配位络合催化中的基元反应有哪些 配位络合催化中的基元反应有哪些 包括 配体的络合与解离 插入和 消除 氧化加成和还原消除 络合物内配体重排 1 配体的络合与解离 2 插入和 消除 3 氧化加成和还原消除氧化加成是配体加成至络合物 使金属价态升高 4 络合物内配体重排 生成不同构型的产物 6 配位络合催化剂中配体的作用 配位络合催化剂中配体的作用 1 提供络合空位 在催化过程中 配体解离造成络合空位 使反应物配位活化 2 调变作用 配体的电子调变作用 强电子给予体 给予体 PPh3 NH3 强电 子受体 接受体 CO 烯烃 炔烃 7 络合物催化剂固载化方法有哪些 固载化络合物催化剂的优点 络合物催化剂固载化方法有哪些 固载化络合物催化剂的优点 一 浸渍法 络合催化剂溶液浸渍到多孔载体上 如 SiO2 Al2O3 操作简单 易流失或分解 2 化学键合法 固载化络合催化剂介于匀相催化剂与多相催化剂之间 它既具有匀相催化的特性 又具有多相催化产品与催化剂易分离的优点 化学键合方法 离子交换 配位络合 8 原子簇 其催化特性有哪些 原子簇 其催化特性有哪些 原子簇 多个金属原子以金属键键合 每个金属原子又与配体相互键合而形成的多核络合 物 如 三核 四核 五核 六核等 微晶金属颗粒类似于原子簇 催化特性 能同时提供多个活性位 形成多种吸附态 从而表现出单核络合物不具备的催 化性能 第 7 章思考题 1 过渡金属氧化物的电子特性有哪些 过渡金属氧化物的电子特性有哪些 过渡金属氧 硫 化物催化剂的应用及氧化物的特性 12 一 应用 主要用作氧化还原反应 如 选择性氧化 氨氧化 氧化脱氢 脱氢 加氢脱硫 聚合 主要是 B B B B 多组分催化剂 与电子性质有关 这些氧化物具有半导体性 质 2 氧化物催化剂特性 1 具有强的氧化还原性能 2 具有半导体性质 外界条件或杂质影响产生偏离化学计量组成 释放电子或空穴形成半 导体 3 耐热 抗毒 具有光敏 热敏和杂质敏感性 便于催化性能调变 2 什么是本征半导体 什么是本征半导体 n 型半导体 型半导体 p 型半导体 型半导体 1 本征半导体 通过电子激发 既有电子导电 又有空穴导电 在禁带中没有杂质能级 2 当氧化物为非化学计量组成 或引入杂质可产生 N 型或 P 型半导体 N 型半导体 靠自由电子导电 P 型半导体 靠空穴导电 3 为什么为什么 n 型或型或 p 型半导体的本征半导体比本征半导体更易导电 型半导体的本征半导体比本征半导体更易导电 因为杂质能级 施主能级和受主能级 处于禁带中间 电子跃迁所需的能量较本征半导体 中电子跃迁需能小 故 N 型或 P 型半导体较本征半导体更易导电 4 一般哪类氧化物是一般哪类氧化物是 n 型半导体 型半导体 p 型半导体 其生成机理 型半导体 其生成机理 1 N 型半导体的生成 1 含有过量金属原子 如 ZnO 部分分解或还原而含有非化学计量的锌原子 过剩电子形成施主能级 2 用高价离子取代晶格中的正离子 3 掺入电负性小的杂原子 N 型半导体的导电性取决于导带中的自由电子数 提高温度 提高施主能级位置 增加施 主杂质浓度都可提高 N 型半导体的导电性 N 半导体 ZnO CuO V2O5 Fe2O3 WO3 高价氧化物 2 P 型半导体的生成 1 正离子缺位 如 NiO 中过量氧离子的产生造成正离子缺位 2 低价正离子取代高价正离子 如 NiO 中 Li1 取代 Ni2 3 掺入电负性大的杂原子 如 NiO 中掺入电负性大的 F 原子 F 从邻近的 Ni 夺取电子 成为 F 同时产生一个 Ni3 它相当于 Ni2 束缚一个正电荷 产生空穴导电 生成 P 型 半导体 降低温度 降低受主能级位置 增加受主杂质浓度都可提高 P 型半导体的导电性 P 型半导体 NiO CoO Cu2O FeO MnO WO2 低价氧化物 5 Ef 定义 定义 一 Ef 13 Ef 半导体中电子的平均位能 把半导体中一个电子变成完全自由电子所需的最低能量 即费米能级到导带顶端的能 量差 6 杂质对半导体特性的影响是什么 助催化剂的作用原理是什么 杂质对半导体特性的影响是什么 助催化剂的作用原理是什么 杂质的影响 施主杂质 给电子 Ef 导带电子 从而 N 型导电性 P 型 导电性 受主杂质 得电子 Ef 导带电子 从而 N 型导电性 P 型导电性 常用添加少量助催化剂 杂质 以调变主催化剂的 Ef 从而达到改善催化剂活性和选 择性的目的 对于 P 型催化剂 加入低价态离子 使空穴增加 催化活性 对于 N 型催化剂 加入高价态的离子 使自由电子增加 催化活性 7 什么是施主吸附 受主吸附 什么是施主吸附 受主吸附 化学吸附 半导体催化剂有准自由电子和准自由空穴 可以使表面吸附的分子离子化 其表面吸附态 与吸附物分子的电离势 和氧化物的电子逸出功有关 被吸附的分子易于负离子化 得到电子 受主吸附 保持电中性 弱键吸附 8 什么情况下宜用什么情况下宜用 p cat 什么情况下宜用 什么情况下宜用 n cat 气体化学吸附后所带电荷的性质只与气体的本性有关 与催化剂类型无关 如丙烯在 N 或 P 型催化剂上吸附都带正电 半导体类型不同 供给被吸附分子电子或空穴方式不同 如丙烯在 P 型半导体上吸附时 丙烯电子转移到满带的空穴中 在 N 型半导体上吸附 时 丙烯电子转移到导带中 O 的 大 总是负离子化 CO 的 小 总是正离子化 O2 在 P 型氧化物上 低价态 的吸附量远大于在 N 型氧化物 高价态 上的吸附量 所 生成的 O2 常常是氧化反应的活性物种 对于烃类选择性氧化 为减少深度氧化 必须控制吸附 O2 的量 故常用 n 型氧化物催化 剂 如 V2O5 对于烃类完全燃烧 则宜用 P 型氧化物 9 氧化物催化剂的特性有哪些 氧化物催化剂的特性有哪些 10 过渡金属硫化物催化剂的特性和主要应用有哪些 过渡金属硫化物催化剂的特性和主要应用有哪些 渡金属硫化物催化剂半导体性 酸碱性 氧化还原性 加氢活性 可作双功能及单功能催 化剂 耐高温 抗毒性极强 CoMoS Al2O3 NiWS Al2O3 HDN HDS HDO 石油催化加氢处理 石油炼制工业中 催化加氢处理 hydrotreating 是在临氢条件下 把 14 石油馏分油原料催化转化 为下游工序准备原料或改进产品性质 加氢处理可分为以下几 类 加氢裂化 50 或更多原料裂化成较小分子的过程 加氢精制 以脱除非理想组分为主要目的 少量 直到 10 原料裂解成较小分子 的过程 HDS 加氢脱硫 HDN 加氢脱氧 HDO 加氢脱氧 第第 8 章章思考题思考题 1 1 固体催化剂的一般制备方法有哪些 固体催化剂的一般制备方法有哪些 沉淀法 沉淀过程 晶核的生成 是溶液达到一定的饱和后 生成固相的速度大于固相溶解的速率 瞬间生成大量的晶 核 晶核生成速率 N k C C m 晶核的长大 溶质分子在溶液中扩散到晶核表面 晶核继续长大成为晶体 晶核生成和长大速率与沉淀的类型 生成速率 长大速率 晶核迅速集成细小的无定形颗粒 得到非晶形沉淀 胶体 长大速率 生成速率 成为颗粒较大的晶形沉淀 沉淀物的老化 稳定的较为均匀的沉淀物 均匀沉淀 待沉淀溶液与沉淀剂母体混合均匀 调节反应条件 温度 PH 值等 使体系逐步生成沉淀 剂 使沉淀进行 得到均匀纯净固体 浸渍法 将载体浸泡在含有活性组分 主 助催化剂组分 的可溶性化合物溶液中 而后除去过剩 溶液 再经干燥 焙烧和活化即可 浸渍法分类 过量浸渍法 浸渍溶液体积超过载体可吸收体积 待吸附平衡后 滤去过剩溶液 干燥 活 化后便得催