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《第一章 催化作用基礎 第一節(jié)催化劑與催化作用ppt課件.ppt》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、第一章催化作用基礎第一節(jié)催化劑與催化作用一.催化劑的定義能夠增加化學反應達平衡的速度，而在反應過程中不被消耗和產(chǎn)生的物質(zhì)叫做催化劑。由于催化劑的作用而發(fā)生的現(xiàn)象叫做催化作用。注意：催化劑不改變反應的平衡位置，不引發(fā)一個熱力學上不可行的反應。催化劑參與反應過程，只是最后又被還原出來二.催化作用的化學本質(zhì)改變反應途徑，降低了反應的活化能。三.催化劑的特點選擇性用量少有嚴格的操作條件催化劑的特點——選擇性相同原料在不同催化劑上可按不同機理反應，得不同產(chǎn)物相同原料在不同催化劑上，雖反應機理相似，但產(chǎn)物不同℃℃原料、產(chǎn)物都相同時，催化劑不同，反應條件可相差
2、很大對連續(xù)反應，選擇合適的催化劑可使反應停留在中間產(chǎn)物階段℃℃四.催化反應過程及其分類催化反應過程的共同特征：e.g.對A+BAB(非催化過程）A+KAKAK+BAB+K（催化過程）催化反應的分類根據(jù)體系中催化劑和反應物的相不同：氣相均相液相均相氣—固相液—固相均相催化反應多相催化反應(催化劑一般為固體)酶催化反應均相-多相之間1.均相催化反應：指：催化劑和反應物同處一相的反應。均相催化的特點：（1）催化劑在反應介質(zhì)中呈分子（離子）狀態(tài)分散，反應是分子水平的，每個催化劑分子是等同的，有相同的活性。（2）催化過程一般只有兩步，不存在傳質(zhì)步驟。2.多
3、相催化反應指：催化劑和反應物處于不同相的反應。催化劑一般為固體。工業(yè)催化體系大多為多相體系。多相催化的特點：（1）催化劑以原子（分子）聚集體的形式存在于體系中，反應物只與催化劑的表面作用。由于表面是不均勻的，表面上的反應活性也是不均勻的。（2）表面上只有部分原子或原子簇有催化作用，即“活性中心”（活性位）。表面上的活性中心可能不止一種，每一種的催化活性、密度分布等各不相同。（3）催化過程一般由5步組成：擴散－表面吸附－表面反應－脫附－擴散（4）多相催化的優(yōu)點：無腐蝕，易分離，可再生，多功能。3.酶催化反應：酶本身呈膠體均勻分散在水溶液中（均相），
4、但反應卻從反應物在其表面上積聚開始（多相）。故同時具有均相和多相的性質(zhì)五.催化劑的分類按反應類型分類：酸堿催化劑氧化還原催化劑HCl、H2SO4、H3PO4（B酸）AlCl3、BF3、Al2O（L酸）NaOH、Ca(OH)2、MgO、CaO、Na過渡金屬：Ni，Pt過渡金屬離子：Ni2+，V5+，Ti4+聚合反應催化劑Ziegler-Natta催化劑Wacker催化劑……按化合物類型分類金屬催化劑氧化物催化劑鹵化物、硫化物含氧酸、雜多酸金屬有機化合物酶均相催化劑多相催化劑酸、堿金屬有機化合物金屬氧化物硫化物按催化反應的相分六.多相催化劑的評價指標
5、活性選擇性穩(wěn)定性和壽命其它1.活性活性:指催化劑影響反應速度的程度，或是催化劑轉(zhuǎn)化反應物至產(chǎn)物的能力。可有幾種表示方法：（1）反應速率（2）轉(zhuǎn)化率（3）收率（1）反應速率：轉(zhuǎn)換數(shù)：單位時間單位活性中心上轉(zhuǎn)換A→B的次數(shù)次數(shù)活性中心數(shù)對反應A→B[mol/cm2?h][mol/mL?h][mol/g?h][s-1]X=經(jīng)反應后轉(zhuǎn)化掉的A的量(?NA)進料中A的量100%A的轉(zhuǎn)化率這是工業(yè)上常用的方法，但要說明反應條件：T、空速。（2）反應物的轉(zhuǎn)化率：對反應：aAbB（3）產(chǎn)物的收率：時空收率100％Y％＝某產(chǎn)物的實際生成量該產(chǎn)物的理論產(chǎn)量＝NBb/
6、aNA0×100％2.選擇性指催化劑將反應物轉(zhuǎn)化為目的產(chǎn)物的能力S%=NB（NA0-NA）100％轉(zhuǎn)化為目的產(chǎn)物的原料量轉(zhuǎn)化掉的原料量=×a/b3.穩(wěn)定性和壽命：穩(wěn)定性：指催化劑的活性隨時間變化乃至消失的速度。速度慢，穩(wěn)定性高。壽命：指在工業(yè)生產(chǎn)條件下，催化劑的活性能達到裝置生產(chǎn)能力和允許的原料消耗定額的使用時間，或者活性下降后經(jīng)再生恢復的累計使用時間。4.機械強度5.導熱性能和比熱6.形貌和粒度7.再生性七.工業(yè)上常用的反應器八.工業(yè)催化劑的組成：主催化劑（活性組分）共催化劑主要組分助催化劑載體次要組分主催化劑：起催化作用的根本性物質(zhì)。e.g.
7、合成NH3中Fe-Al2O3-K2O,Fe是主催化劑共催化劑：能和主催化劑同時起催化作用的組分。e.g.脫氫催化劑MoO3-γ-Al2O3石油裂解催化劑SiO2-γ-Al2O3助催化劑：添加到催化劑中可明顯改進催化劑的性能(活性、選擇性、強度、壽命等)的組分。e.g.合成NH3中Fe-Al2O3-K2O載體(固體催化劑中所特有的)：擔載催化劑組分的單體。e.g.異構(gòu)化催化劑：Pt/Al2O3脫氫催化劑：Pd/Al2O3
