第1章 催化剂与催化作用基本知识PPT课件

，1，工业催化原理Catalysisinindustrialprocesses，厦门大学化学工程系，2，教材，主要教材：王贵如编辑催化剂和催化作用参考：李宇民是工业催化原理吴越催化化学黄，3、课程学习的重要性和目的，1、催化剂是化学技术的核心，80%化学工业工艺(石油加工、传统化学工业、食品工业、建材工业、精细化学工业、环境工业等)是使用催化剂工艺实现的。催化剂的销售额为100-200亿美元。与催化剂相关的工程设备销售收益达数千亿美元。2、化学技术创新的重要领域。催化剂相关专利等化学工艺技术、设备、方法是化学专利的压倒性多数。4、5，1.1.1催化剂和催化(catalytictandctalysis)，6，1.1.2催化作用不能改变化学平衡。表1-1不能改变其他催化剂存在下三聚乙醛解聚的平衡浓度，7，1.1.2催化作用不能改变化学平衡。关于可逆反应，根据显微镜可逆原理，加速正向反应速度的催化剂也必须通过加速逆反应率来保持k(k-k=k正/正)，也就是说，加速正向反应速度控制阶段的同一催化剂必须能够加速反向反应速度。8，1.1.2催化作用不能改变化学平衡。第一，对某种催化剂反应积极反应和反向反应的工作条件(温度、压力、供给成分)往往有很大的差异，这在催化剂上也可能产生一些影响。第二，对正或逆反应在进行过程中产生的副作用也值得关注。因为这些副作用会引起催化剂性能的变化。问题1:为什么在催化反应、反反应中使用不同的催化剂？9，1.1.3催化作用改变反应过程，改变反应速度，使反应困难，使氨实现工业生产，10，催化剂改变反应过程意味着1，催化剂在反应物之间的化学反应2，通过反应过程的变化，化学反应所需克服的能量障碍数值大幅减少。结果：催化反应比通常的化学反应温和得多，甚至在常规条件下难以发生的反应，通过催化参与实现了工业化生产。问题2:能给学生举两个以上的例子吗？11，1.1.4催化剂可选择加速化学反应，表1-2催化剂可对特定反应的选择起到催化作用，12，1.1.4催化剂对加速化学反应可选，甲醇氧化反应的不同能量屏障变化图，产物必须具有选择性的主要原因是催化剂能显着减少主反应的活化能，副反应活化能的减少不明显。Ch3oho2=CO2 2h2o，ch3oho2=hc弧2h2o，13，催化剂选择性理解，1，其他催化剂对特定反应体系有选择性(机理选择性)2，由于催化剂结构不同，有选择性(扩散选择性)。问题3:催化剂的选择性对产业意味着什么？14、15，1.2.1催化反应分类，按催化反应系统相均匀性分类，16，1.2.1催化反应分类，表1-3催化选择性特定反应的催化，按反应类型分类。17，1.2.1催化反应分类，按反应机制分类，18，1.2.1催化反应分类，表1-4酸碱和氧化原型催化反应比较，19，1.2.2催化剂分类，用作元素催化剂的主要元素大部分是化合物。主族元素氧化物、氢氧化物、卤化物、氧酸和氢化物等在反应中容易形成离子结合，因此主要用作酸碱催化剂。但是，铟、锡、锑、铋等主要元素的一部分经常用作氧化还原催化剂。部落元素不管金属元素或化合物，在反应中容易失去电子，主要用作氧化还原催化剂。特别是第过渡金属元素及其化合物是最主要的金属催化剂、金属氧化物催化剂和复合催化剂。但是，次足类的部分氧化物、卤化物和盐类也可以用作酸碱催化剂，例如Cr2O3、NiSO4、ZnCl2、FeCl3。按元素周期率分类，20，1.2.2催化剂分类，按固体催化剂的导电性和化学形态分类，表1-5按固体催化剂的导电和化学形态分类。21、22，1.3固体催化剂的组成，固体催化剂，也称为活性成分催化剂的主要成分，作为固体催化剂的主要成分，不可缺少。23，1.3.1固体催化剂的组成，24，1.3.2固体催化剂的结构，图1-3固体催化剂的组成和结构关系，25，回顾上一课，上一课：1，催化剂的作用是什么；2、氨催化剂的主要活性组分为Fe；3、利用氧和有机物的反应合成有机物的主要手段，可以问这个催化过程是部分氧化还原完全氧化的过程吗？4、如何确定催化反应活化能大小？5、有催化过程，发现是连锁反应：ABC，或许减少C成分的生成？26，1.3.2固体催化剂的结构，27，催化剂的表达，通常为：1，/，罗载体和活性成分，如Ru/Al2O3，Pt/Al2O3，Pd/SiO2Au/C2，每个活性成分和添加剂Pt-Sn，28，29，1.4.1催化剂的反应性能，催化剂活性催化剂的选择性催化剂的稳定性，30，1.4.1催化剂的反应性能，催化剂的活性，31，催化剂活性经常用于理论研究。转换频率(Turnoverfrequency)是指单位时间内每个催化活性中心发生反应的次数。作为真正催化剂活性的基本测定。32，1.4.1催化剂的反应性能，催化剂的选择性，选择性(S%)，选择性因素(选择性)，33，1.4.1催化剂的反应性能，催化剂的稳定性，化学稳定性，耐热性稳定性，反毒性稳定性，机械稳定性。34，1.4.2工业催化剂的要求，工业催化剂具有工业生产的实际意义，是可用于大规模生产过程的催化剂。良好的工业催化剂必须具有适当的活性、高选择性和长寿命。工业催化剂的活性、选择性和寿命不仅取决于催化剂的组成结构，而且与工作条件有很大关系。这些条件包括原料的纯度、生产负荷、工作温度和压力等。因此，选择或开发催化剂时，要充分考虑操作条件的影响，选择适当的部队设备和工艺。另外，还必须考虑催化剂的价格。35、36，1.5.1多相催化反应过程的主要阶段，37，1.5.2多相催化反应的物理过程，外部扩散和内部扩散，内部扩散，内部扩散。38，1.5.2多相催化反应的物理过程，为了充分发挥催化作用，必须最大限度地消除扩散过程的影响。39，1.5.3多相催化反应的化学过程，反应物的化学吸附产生活性中间物，活性中间物产生化学反应产物，吸附产物解吸，催化剂恢复。40，1.5.3多相催化反应的化学过程，活性中间体的形成，活性中间体，吸附作用。41，1.5.3多相催化反应的化学过程，催化剂