催化劑課件精品醫(yī)學(xué)ppt課件

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1、催化劑市場(chǎng)1.催化劑是化學(xué)中的魔術(shù)師，是化學(xué)工業(yè)中的一員主將。2.化學(xué)工業(yè)中約有百分之八十五的化學(xué)反應(yīng)離不開催化劑?？梢哉f(shuō)沒(méi)有催化劑，就沒(méi)有現(xiàn)代化學(xué)工業(yè)。催化劑市場(chǎng)按照2003年統(tǒng)計(jì)，催化劑的消耗如下催化反應(yīng)消耗量/億美元催化反應(yīng)消耗量/億美元聚合47.2催化裂化51.2有機(jī)合成17.0加氫處理15.0氧化，氨氧化等11.0加氫裂化8.2合成氨，甲醇等13.0催化重整4.3加氫，脫氫8.0排污控制80.9催化劑市場(chǎng)全球催化劑銷售額（美元）不同時(shí)期全球催化劑1985年11.0億銷售額1990年25.08億1995年85.0億1996年90.0億2000

2、年100.0億2003年115.0億2009年155.4億催化反應(yīng)一.催化反應(yīng)的分類1．根據(jù)體系中催化劑和反應(yīng)物的相分類（1）均相催化反應(yīng)：當(dāng)催化劑和反應(yīng)物形成均一的相時(shí)，反應(yīng)成為均相催化反應(yīng)（homogeneouscatalysisreaction）。例如：氣相均相催化反應(yīng)中由I2（gas），NO(gas)等氣體分子催化的一些熱分解反應(yīng)。液相均相催化反應(yīng)中由酸、堿催化的加水分解反應(yīng)。（2）多相催化反應(yīng)：當(dāng)催化劑和反應(yīng)物處于不同相時(shí)，反應(yīng)稱為多相催化反應(yīng)(heterogenouscatalysisreaction)。①在多相催化反應(yīng)中，催化劑通常為固

3、體。由氣體反應(yīng)物和固體催化劑組成的體系稱為氣-固多相催化反應(yīng)。這是最常見且重要的一類反應(yīng)。例如，氨的合成，乙烯氧化合成環(huán)氧乙烷。②反應(yīng)物是液體，催化劑是固體的反應(yīng)稱為液-固多相催化反應(yīng)。例如，在Ziegler-Natta催化劑作用下的烯烴聚合反應(yīng)（Ti,Cr→高密度聚乙烯；Ti→聚丙烯；Ti,Co,Ni→聚丁二烯橡膠），油脂的加氫反應(yīng)等。（3）酶催化反應(yīng)（enzymecatalysisreaction）:酶催化反應(yīng)兼有均相與多相的特點(diǎn)。酶本身呈膠體均勻分散在水溶液中（均相），但反應(yīng)卻從反應(yīng)物在其表面上積聚開始（多相），因此同時(shí)具有均相和多相的性質(zhì)。2

4、．按催化劑的作用機(jī)理分類：一些常見的催化反應(yīng)分類（按催化劑的作用機(jī)理分類）均相或多相催化反應(yīng)酶催化反應(yīng)I.酸堿反應(yīng)1.岐化反應(yīng)1.轉(zhuǎn)移酶2.水解2.水解酶3.裂解3.裂解酶4.異構(gòu)4.異構(gòu)酶5.烷基化（水合）5.連接酶（合成酶）II.氧化還原6.氧化還原a.加氫脫氫b.氧化還原6.氧化還原酶a.脫氫酶b.氧化還原酶①氧化還原反應(yīng)：催化劑使反應(yīng)物的分子中的鍵裂解出現(xiàn)不成對(duì)電子，并在催化劑的電子參與下與催化劑形成均裂鍵。這類反應(yīng)的重要機(jī)理是催化劑和反應(yīng)物之間的單電子交換。這類反應(yīng)中，具有催化活性的固體具有接受和給出電子的能力，包括過(guò)渡金屬和它們的化合物，

5、以及非化學(xué)計(jì)量的過(guò)渡金屬化合物，最重要的是氧化物和硫化物。在這類化合物中，陽(yáng)離子能容易地改變它的價(jià)態(tài)；催化反應(yīng)包括加氫、脫氫、氧化、脫硫等。②酸堿催化反應(yīng)：通過(guò)催化劑和反應(yīng)物的自由電子對(duì)（或在反應(yīng)過(guò)程中由反應(yīng)物分子的鍵非均裂形成的自由電子對(duì)），使反應(yīng)物與催化劑形成非均裂鍵。這類反應(yīng)屬于離子型機(jī)理，可從廣義的酸堿概念來(lái)理解催化劑的作用，它的催化劑有主族元素的簡(jiǎn)單氧化物或它們的復(fù)合物以及有酸堿性質(zhì)的鹽。這類催化反應(yīng)包括水合、脫水、裂化、烷基化、異構(gòu)化、氣化、聚合等。③配位催化反應(yīng)：催化劑與反應(yīng)物分子發(fā)生配位作用而使反應(yīng)物分子活化。所用的催化劑是有機(jī)過(guò)渡金

6、屬化合物。這類反應(yīng)由烯烴氧化、烯烴聚合、烯烴加氫、烯烴加成、烷烴氧化、芳烯氫化、酯交換等。有的催化過(guò)程包含了兩種或兩種以上具有不同反應(yīng)機(jī)理的反應(yīng)。酸堿型及氧化還原型催化反應(yīng)比較比較項(xiàng)目酸堿型催化反應(yīng)氧化還原型催化催化劑與反應(yīng)物之間的作用電子對(duì)的接受或電荷密度的分布發(fā)生變化單個(gè)電子轉(zhuǎn)移反應(yīng)物化學(xué)變化非均裂或極化均裂生成活性中間物種自旋飽和的物種（離子型物種）自旋不飽和的物種（自由基型物種）催化劑自旋飽和分子或固體物質(zhì)自旋不飽和分子或固體物質(zhì)催化劑舉例酸，堿，氧化物，分子篩過(guò)渡金屬，氧化物，硫化物反應(yīng)舉例裂解，水合，烷基化，岐化加氫，脫氫，氧化，氨氧化二

7、、催化劑廣義上的催化劑定義：自身在化學(xué)反應(yīng)方程中并不出現(xiàn)，卻可以控制反應(yīng)的速度、選擇性、產(chǎn)物立體規(guī)整性的物質(zhì)。實(shí)際用途的催化劑，無(wú)論單相或是多相，由單一物質(zhì)組成的催化劑為數(shù)不多。根據(jù)各組份在催化劑中的作用，可分別定義為：（1）主催化劑（maincatalyst）:又叫活性成分（activecomponents）起催化作用的根本性物質(zhì)。對(duì)催化劑的活性起著主要作用，沒(méi)有它，催化反應(yīng)幾乎不發(fā)生。例如，在合成氨催化劑中，無(wú)論有無(wú)Al2O3，金屬鐵總是有催化活性的，只是活性稍低，壽命稍短而已。相反，如果催化劑中沒(méi)有鐵，催化劑就一點(diǎn)活性也沒(méi)有。因此，鐵在合成氨催

8、化劑中是主催化劑。（2）共催化劑（cocatalyst）:又叫協(xié)同催化劑。有的催化劑，其活性組份不止一個(gè)，而