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《催化劑與催化作用基本知識》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、工業(yè)催化原理Catalysisinindustrialprocesses皖西學(xué)院材化學(xué)院授課人：傅緒成fxc8307@wxc.edu.cn教材使用教材：唐曉東主編《工業(yè)催化》參考書：李玉敏編著《工業(yè)催化原理》吳越編著《催化化學(xué)》黃仲濤主編《工業(yè)催化》基礎(chǔ)知識參考書：結(jié)構(gòu)化學(xué)、量子化學(xué)晶體化學(xué)、無機化學(xué)有機化學(xué)、物理化學(xué)催化劑表征用參考書：譜學(xué)原理、催化研究方法工業(yè)應(yīng)用相關(guān)工程參考書：化學(xué)反應(yīng)工程催化劑工程化工傳遞現(xiàn)象化工熱力學(xué)課程學(xué)習(xí)的意義和目的例子：熱力學(xué)上是可行的：平衡常數(shù)很大，在常溫、常壓下即可以自發(fā)進(jìn)行動力學(xué)可能性很小：反應(yīng)速度極其緩慢，不可能實現(xiàn)1、化學(xué)
2、反應(yīng)體系實現(xiàn)的2個基本要素?zé)崃W(xué)可行性：反應(yīng)能否進(jìn)行、進(jìn)行的程度熱力學(xué)平衡：化學(xué)反應(yīng)的極限，反應(yīng)的方向動力學(xué)可能性：反應(yīng)進(jìn)行的速度、何時達(dá)到平衡兩者缺一不可課程學(xué)習(xí)的意義和目的（1）加快反應(yīng)速度催化劑能改變反應(yīng)途徑，降低反應(yīng)活化能催化只能加快熱力學(xué)可行的反應(yīng)速度不能改變反應(yīng)平衡常數(shù)正反應(yīng)和逆反應(yīng)同樣加速只能加快熱力學(xué)上可行的反應(yīng)，“催化不是萬能的”（2）提高選擇性改變反應(yīng)歷程降低反應(yīng)活化能加快主要反應(yīng)速度2、催化劑的作用課程學(xué)習(xí)的意義和目的3、催化劑在國計民生中的作用催化劑－現(xiàn)代化學(xué)工業(yè)的基石，現(xiàn)代化學(xué)工業(yè)的心臟現(xiàn)代化學(xué)工業(yè)過程：80%以上的化工反應(yīng)過程是催化過程
3、催化劑直接銷售額~100億美元/年催化劑消耗量>100萬噸/年產(chǎn)生的產(chǎn)品價值>10000億美元/年課程學(xué)習(xí)的意義和目的4、催化劑的應(yīng)用領(lǐng)域（1）合成氨及合成甲醇:產(chǎn)量最大的合成化學(xué)品（2）石油煉制與合成燃料：運輸量和消費量最大的化學(xué)品（3）無機化學(xué)工業(yè)：酸、堿、鹽，硫酸和硝酸的生產(chǎn)（4）基本有機合成工業(yè)：醇、醛（酮）、酸、酯、腈（5）三大合成材料：合成樹脂與塑料、合成橡膠、合成纖維Ziegler-Natta、后過渡金屬、茂金屬催化劑（6）精細(xì)化工產(chǎn)品：品種最多、平均單價高的化學(xué)品（7）生物化工：最有潛力和發(fā)展前景的化工領(lǐng)域（8）環(huán)境化學(xué)：與人類生存密切相關(guān)的領(lǐng)域，
4、尾氣凈化課程學(xué)習(xí)的意義和目的課程學(xué)習(xí)的意義和目的課程學(xué)習(xí)的意義和目的課程學(xué)習(xí)的意義和目的課程學(xué)習(xí)的意義和目的課程學(xué)習(xí)的意義和目的第一章催化劑概述催化劑和催化作用的基本特征1催化反應(yīng)和催化劑的分類2催化劑的組成與結(jié)構(gòu)3工業(yè)催化劑的基本性能要求41.2催化作用與催化劑1.2.1催化作用1、催化作用早期的歷史最早的催化－Biocatalysis：中國，公元前，發(fā)酵－釀酒、制醋、醬和醬油制做、饅頭和面包制做等非生物催化－1740年，英國，Ward，硝酸鉀促進(jìn)硫磺的燃燒反應(yīng)－1781年，法國，Parmentier，硫酸促進(jìn)淀粉水解－1816年，英國，Davy，鉑促進(jìn)甲烷和醇
5、的氧化反應(yīng)－1820年，德國，Dobereiner，鉑粉促進(jìn)氫氣和氧氣的化合特點：只是有意識地應(yīng)用了催化作用，并不知道催化作用，并未提出“催化”1.2.1催化作用2、催化作用的提出吸附與接觸－1824年，意大利，Bellani，認(rèn)識到氫飽和的鉑綿的催化作用，提出“吸附”使物質(zhì)的質(zhì)點相互接近的觀點－1831年，英國，Phillips，鉑催化SO2的空氣氧化，“接觸”法生產(chǎn)硫酸，日本和臺灣至今仍沿用“觸媒”表示催化劑－1834年，德國，Mitscherlich，用“接觸反應(yīng)”來解釋乙醇的醚化和金屬上氣體的反應(yīng)－1835年，瑞典，Berzelius，首次提出“催化作用”
6、，提出只有當(dāng)?shù)谌N物質(zhì)存在時，反應(yīng)才能發(fā)生，而這種物質(zhì)在在反應(yīng)過程中并沒有發(fā)生變化。認(rèn)為必然存在一種新的力，稱之為“催化力”。特點：認(rèn)識到了“吸附與接觸”與“催化作用”的關(guān)系，并提出了“催化力”的概念1.2.1催化作用3、催化作用與催化劑的定義德國，F(xiàn).W.Ostwald－催化學(xué)科的鼻祖1895年：催化作用：催化現(xiàn)象的本質(zhì):在與某些物質(zhì)具有特別強烈的加速那些沒有他們參加時進(jìn)行得很慢的反應(yīng)過程的性能催化劑：任何物質(zhì)，他不參加到反應(yīng)的最終產(chǎn)物中去，只是改變這個反應(yīng)的速度的即稱為催化劑1902年：催化劑能加快化學(xué)反應(yīng)的速度，但它本身并不因為化學(xué)反應(yīng)的結(jié)果而消耗，他也不會
7、改變反應(yīng)的最終熱力學(xué)平衡位置1.2.1催化作用3、催化作用與催化劑的定義IUPAC-InternationalUnionofPureandAppliedChemistry1976年：催化是靠用量較少且本身不消耗的一種叫作催化劑的外加物質(zhì)來增大化學(xué)反應(yīng)速度的現(xiàn)象。催化劑提供了把反應(yīng)物和產(chǎn)物連接起來的一系列基元步驟，沒有催化劑時，是不發(fā)生這些過程的。這樣使反應(yīng)按照新的途徑進(jìn)行,從而增大反應(yīng)速度。催化劑參與反應(yīng)，經(jīng)過一個化學(xué)循環(huán)后再生出來。1.2.1催化作用（3）正反應(yīng)與逆反應(yīng)速率有相同倍數(shù)增加催化劑只能加速反應(yīng)達(dá)到平衡，而不改變平衡常數(shù)，因此可逆反應(yīng)的正逆反應(yīng)速率常數(shù)
8、之比k正/
