催化过程中应用的几种耦合技术ppt课件

1、第14章 催化过程中运用的几种耦合技术1.1 引言引言膜技术在催化领域中的运用，涉及到膜催化剂、膜反响器和膜分别技术的适当组合。 膜反响器是用膜资料制成反响器； 膜催化剂是运用膜式催化剂。膜资料从孔构造可分为致密膜、多孔膜、微孔膜和超微孔膜等，从材质上可分为无机膜如金属膜、固体电解质、陶瓷膜和玻璃膜和有机膜等。膜催化可以突破催化反响过程无法突破的化学平衡问题。1.2 几种重要的无机膜几种重要的无机膜1、金属合金膜Pd合金膜：透氢膜；Ag合金膜：透氧膜2、固体电解质膜选择传送H2和O2的ZrO2、ThO2、CeO2膜等；选择传送F、C、N、S的新型固体电解质膜；可使Na+选择性透过的-Al2O3

2、膜。3、多孔膜分子透过多孔膜资料的机理与空隙尺寸、温度、压力、膜及透过分子的性质有关：1黏滞分散/泊苏里分散：膜资料平均孔径大于分子平均自在程，分子不能分别；2努森分散：不同分子可以相对独立地经过空隙；3外表分散：一种分子可物理吸附或化学吸附在孔壁上，那么不发生吸附的分子可选择性经过孔隙；4多层分散：一种分子同空隙外表有剧烈的相互作用而构成多层吸附，另一种分子可以分散过去；5孔隙毛细管凝聚：一种分子在毛细管凝聚，另一种分子不能分散，普通发生在空隙非常细和温度相对低的情况；6分子筛：孔隙非常细，只允许直径小的分子经过。1.3 膜同催化剂的组合类型膜同催化剂的组合类型1作为分立的组成部分，把膜与催

3、化剂分开；2把催化剂装在管状膜反响器中，把具有催化性能的资料制成膜；3将具有催化性能的组分负载在膜载体上。1.4 膜催化反响举例膜催化反响举例1、催化脱氢反响1膜催化芳烃脱氢：Pd-Rh金属膜催化环己二醇脱氢制苯二酚，收率95%，且无苯酚生成；2Pd膜反响器用于环己烷脱氢制苯，转化率100%。一样条件下平衡转化率为18.7%。2、膜催化氧化反响1Ag膜用于甲烷氧化偶联生成C2；2利用透氧膜的透过氧离子的性能实现烃的选择氧化， 如Ba-Sr-Fe-Co-O复合氧化物膜资料用于甲烷氧化偶联。3、硝基苯经氢气复原的反响可以提高产物苯胺的收率进100倍。1.5 膜反响器膜反响器1、涉及氢的膜反响器2、

4、用于氧化反响的膜反响器2.1 临界温度与临界压力临界温度与临界压力无论用多大压力也不可以让气体液化的临界温度值叫该气体的临界温度；在临界温度下将气体液化所需的最低压力叫该物质的临界压力。超临界流体是指物质的温度和压力均超越其相应的临界温度和临界压力时而存在的单相。超临界流体兼有在常规条件存在的气体和液体的性质。2.2 超临界流体的一些特点超临界流体的一些特点1、超临界流体的性质不同于普通液体和气体，而且可借助改动温度和压力来调理；2、物质在接近临近点时，其密度和黏度有很大变化；3、超临界流体的溶剂化才干比常规流体小得多。2.3 超临界流体的运用领域超临界流体的运用领域萃取、分别、色谱分析等；由

5、于超临界流体可同气体反响物共同构成单相的混合物，有时可以使反响防止因传质决议的速控步骤，从而提高反响速率。2.4 超临界技术在催化剂制备方面的运用超临界技术在催化剂制备方面的运用1、溶胶-凝胶方法与超临界枯燥技术相结合，为制备混合氧化物或者金属/金属氧化物催化剂提供很好的可行技术；2、利用超临界流体性质在温度和压力变化不大的条件下可以调理的特点来控制催化资料的颗粒大小和形貌；3、超临界流体在颗粒成型技术中的运用：1超临界流体迅速膨胀技术2超临界反溶剂技术2.5 超临界流体在多相催化中的运用超临界流体在多相催化中的运用1、烷基化反响运用超临界流体技术进展烷基化反响的结果显示出较液相或气相反响更高的催化活性及更长的寿命。2、加氢反响在超临界流体存在的条件下，氢气与超临界流体可以完全互溶。3、氧化反响超临界水相对于以空气或纯氧为氧化剂的催化氧化反响也非常有效，尤其在消除废水中污染物时超临界水相有着广泛的运用。在多相催化反响中运用超临界流动相所起的作用可概括为：1改善流动相的行为，消除气/液和液/液间传质阻力；2提高由外分散控制的反响中反响物分子的分散速率；3改善传热性能；4使反响产物较易分别；5可借调压来调理溶剂性质；6显示压力对反响速率的影响；7经过溶剂-溶质反响物的相互作用来控制反响的选择性。2.6 超临界流体在均相催化反响中的运用超临界流体在均相