版權(quán)說明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內(nèi)容提供方,若內(nèi)容存在侵權(quán),請(qǐng)進(jìn)行舉報(bào)或認(rèn)領(lǐng)
文檔簡(jiǎn)介
1、第一章催化劑基本知識(shí)1.名詞解釋(1)活性:催化劑使原料轉(zhuǎn)化的速率,工業(yè)生產(chǎn)上常以每單位容積(或質(zhì)量)催化劑在單位時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)化原 料反應(yīng)物的數(shù)量來表示,如每立方米催化劑在每小時(shí)內(nèi)能使原料轉(zhuǎn)化的千克數(shù)。(2) 選擇性:目的產(chǎn)物在總產(chǎn)物中的比例,實(shí)質(zhì)上是反應(yīng)系統(tǒng)中目的反應(yīng)與副反應(yīng)間反應(yīng)速度競(jìng)爭(zhēng)的 表現(xiàn)。(3)壽命:指催化劑的有效使用期限。(4)均相催化反應(yīng):催化劑 與反應(yīng)物同處于一均勻物相中的催化作用。(5)氧化還原型機(jī)理的催化反應(yīng) :催化劑與反應(yīng)物分子間發(fā)生單個(gè)電子的轉(zhuǎn)移,從而形成活性物種。(6)絡(luò)合催化機(jī)理的反應(yīng):反應(yīng)物分子與催化劑間配位作用而使反應(yīng)物分子活化。(7) (額外補(bǔ)充)什么是絡(luò)合催化
2、劑?答:一般是過渡金屬絡(luò)合物、過渡金屬有機(jī)化合物。(8) 反應(yīng)途徑:反應(yīng)物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成產(chǎn)物的路徑。(9)催化循環(huán):催化劑參與了反應(yīng)過程,但經(jīng)歷了幾個(gè)反應(yīng)組成的循環(huán)過程后,催化劑又恢復(fù)到初始 態(tài),反應(yīng)物變成產(chǎn)物,此循環(huán)過程為催化循環(huán)。(10)線速度:反應(yīng)氣體在反應(yīng)條件下,通過催化床層自由體積的的速率。(11) 空白試驗(yàn):在反應(yīng)條件下,不填充催化床,通入原料氣,檢查有無壁效應(yīng),是否存在非催化反應(yīng)。(12)催化劑顆粒的等價(jià)直徑:催化劑顆粒是不規(guī)則的,如果把催化劑顆粒等效成球體,那么該球體的 直徑就是等價(jià)直徑。(13)接觸時(shí)間:在反應(yīng)條件下的反應(yīng)氣體,通過催化劑層中的自由空間所需要的時(shí)間。(14)
3、初級(jí)離子:內(nèi)部具有緊密結(jié)構(gòu)的原始粒子。(15) 次級(jí)粒子:初級(jí)粒子以較弱的附著力聚集而成-造成固體催化劑的細(xì)孔。2.敘述催化作用的基本特征,并說明催化劑參加反應(yīng)后為什么會(huì)改變反應(yīng)速度?1催化劑只能加速熱力學(xué)上可以進(jìn)行的反應(yīng),而不能加速熱力學(xué)上無法進(jìn)行的反應(yīng)。2催化劑只能加速反應(yīng)趨于平衡,而不能改變平衡的位置(平衡常數(shù))。3催化劑對(duì)反應(yīng)具有選擇性。4催化劑的壽命。催化劑之所以能夠加速化學(xué)反應(yīng)趨于熱力學(xué)平衡點(diǎn),是由于它為反應(yīng)物分子提供了一條輕易進(jìn)行的反應(yīng)途徑。3.從反應(yīng)途徑說明什么是催化循環(huán)?催化劑是一種化學(xué)物質(zhì),他借助于反應(yīng)物間的相互作用而起催化作用,在完成催化的一次反應(yīng)后,又恢 復(fù)到原來的化學(xué)
4、狀態(tài),因而能循環(huán)不斷地起催化作用。催化劑暫時(shí)的介入反應(yīng),在反應(yīng)物系的始態(tài)和終 態(tài)間架起了新的通道,從而改變了反應(yīng)的某種不穩(wěn)定的活性中間絡(luò)合物,后者再繼續(xù)反應(yīng)生成產(chǎn)物和恢 復(fù)成原來的催化劑。這樣不斷循環(huán)起作用。4.說明催化科學(xué)的特點(diǎn)和催化劑和催化過程在化工生產(chǎn)中的效果?應(yīng)用催化的方法,既能提高反應(yīng)速率,又能對(duì)反應(yīng)方向進(jìn)行控制,且催化劑原則上是不消耗的。 效果:更新原料路線,采用更廉價(jià)原料,革新工藝流程,促進(jìn)新工藝過程的開發(fā);緩和工藝操作條件, 打到節(jié)能降耗的目的;開發(fā)新產(chǎn)品,提高產(chǎn)品收率, 改善產(chǎn)品質(zhì)量; 消除環(huán)境污染或開發(fā)從原料到產(chǎn)品 的整個(gè)化工過程, 對(duì)資源的有效利用以及污染控制的環(huán)境有友好
5、的“綠色催化工藝”等。5.說明均相催化反應(yīng)和非均相催化反應(yīng)各有何優(yōu)缺點(diǎn)?均相催化優(yōu)點(diǎn):反應(yīng)性能單一,具有特定的選擇性;反應(yīng)條件溫和,有利于節(jié)能;因其作用機(jī)理較清 楚明晰,易于精心設(shè)計(jì)調(diào)配研究和把握。缺點(diǎn):穩(wěn)定性差,與產(chǎn)物分離困難。非均相催化劑的最大優(yōu)點(diǎn)是容易從反應(yīng)體系中分離出來,這是相對(duì)于均相催化劑而言的缺點(diǎn)則是催化效率不如均相催化劑,反應(yīng)也不如均相催化劑容易控制6.催化劑的作用有幾個(gè)方面?提高反應(yīng)速率控制反應(yīng)方向7典型催化反應(yīng)分哪幾種類型?工業(yè)催化劑是如何分類的?1) 按催化體系分均相、非均相和酶催化反應(yīng)2) 按催化反應(yīng)類型分類分為加氫反應(yīng),氧化反應(yīng),裂解反應(yīng),聚合反應(yīng),水合反應(yīng)等等。3)
6、按催化反應(yīng)機(jī)理分酸堿反應(yīng)和氧化還原反應(yīng)工業(yè)催化劑:化肥催化劑,煉油催化劑,石油催化劑8固體催化劑的組成成分主要有哪些?固體催化劑的組成包括主催化劑、助催化劑和載體9.分別說明什么是助催化劑和載體?他們各自有哪些類型?1) 助催化劑是加入到催化劑中的少量物質(zhì),是催化劑的輔助成分,其本身沒有活性或者活性很小。載體是催化活性組分的分散劑、黏合物和支撐體,使負(fù)載活性組分的骨架。2) 助催化劑類型:結(jié)構(gòu)性助催化劑電子型助催化劑調(diào)變型助催化劑擴(kuò)散型助催化劑毒化型助催化 劑載體的類型:低比表面積載體有剛玉、碳化硅、浮石、硅藻土、石棉等咼比表面積載體有氧化鋁、鐵磯土、白土、氧化鎂、硅膠、活性炭等|10.簡(jiǎn)述載
7、體的功能,如何理解其中的助催化劑及其催化作用?功能:1.提供有效的表面和孔結(jié)構(gòu)2.維持活性組分高度分散是載體最重要的功能之一3.增強(qiáng)催化劑的機(jī)械強(qiáng)度4.改善催化劑的傳導(dǎo)性5.減少活性組分含量6.載體提供附加的活性中心7.活性組分與載體之間的溢流現(xiàn)象和強(qiáng)相互作用11.催化劑的紋理構(gòu)造即表面積和孔結(jié)構(gòu)與反應(yīng)系統(tǒng)的特征有關(guān)。表面積與孔結(jié)構(gòu)通過什么途徑來調(diào)節(jié)?催化劑的表面積與孔結(jié)構(gòu)可由制備方法與條件來調(diào)節(jié)12.催化劑的物理性狀有哪些?催化劑的密度定義有幾種?怎樣測(cè)定?孔結(jié)構(gòu)機(jī)械強(qiáng)度比表面積:指每克催化劑的表面積空隙率:指催化劑床層的空隙體積與催化劑床層總體積之比表觀密度:即包括催化劑顆粒中的孔隙容積時(shí)
8、,該顆粒的密度堆積密度:是對(duì)催化劑反應(yīng)床層而言。即當(dāng)催化劑自由地進(jìn)入反應(yīng)器中時(shí),包括床層中的自由空間,每 單位體積反應(yīng)器中催化劑得到質(zhì)量。13簡(jiǎn)述多相催化的反應(yīng)步驟,說明外、內(nèi)擴(kuò)散與內(nèi)、外擴(kuò)散的系數(shù)1) 反應(yīng)物分子從氣流中向催化劑表面和孔內(nèi)擴(kuò)散2) 反應(yīng)物分子在催化劑內(nèi)表面上吸附3) 吸附的反應(yīng)物分子在催化劑表面上相互作用或與氣相分子作用進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)4) 反應(yīng)產(chǎn)物自催化劑內(nèi)表面脫附5)反應(yīng)產(chǎn)物在孔內(nèi)擴(kuò)散并擴(kuò)散到反應(yīng)氣流中去外擴(kuò)散與外擴(kuò)散系數(shù)擴(kuò)散阻力:催化劑顆粒周圍的滯留層擴(kuò)散動(dòng)力:催化劑顆粒外表面和氣流層之間的濃度梯度Fick定律:通量=DE(CH-CS)通量-反應(yīng)物3分子通過滯留層的通量;D
9、E-外擴(kuò)散系數(shù);CH-氣流層中反應(yīng)物濃度;Cs-催化劑顆粒外表面處的反應(yīng)物濃度。外擴(kuò)散速率的大小與流體的流速、催化劑顆粒粒徑及傳質(zhì)介質(zhì)的密度、粘度等有關(guān)。內(nèi)擴(kuò)散與內(nèi)擴(kuò)散系數(shù)D擴(kuò)散動(dòng)力:催化劑顆粒外表面和孔內(nèi)之間的濃度梯度Fick定律:通量=Di(Cs-C)DI-內(nèi)擴(kuò)散系數(shù);C-催化劑顆??變?nèi)的反應(yīng)物濃度;Cs-催化劑顆粒外表面處的反應(yīng)物濃度。14.說明宏觀動(dòng)力學(xué)與本征動(dòng)力學(xué)方程的區(qū)別?有擴(kuò)散影響的動(dòng)力學(xué)方程,稱為宏觀動(dòng)力學(xué)方程無擴(kuò)散影響的動(dòng)力學(xué)方程,成為本征動(dòng)力學(xué)方程第二章吸附與催化1.名詞解釋(1) 定位吸附:吸附物從一個(gè)吸附中 心向另一吸附中心轉(zhuǎn)移需克服能壘。當(dāng)吸附物不具有此能壘能沒有酸強(qiáng)
10、度分布圖,所以不好回答,具體只有參考課本66頁(yè)有相關(guān)涉及資料糊弄一下吧。區(qū)別:物理吸附是借助分子間力。吸附力弱,吸附熱小,且是可逆的,無選擇性,分子量越大越容易發(fā) 生。在金屬表面上:.氧原予負(fù)離子很活 浚.即禮低溫下也能 與11“ g以及飽祕(mì)煙反應(yīng).-戦分子負(fù)離子-檎定 性?shī)佹趹?yīng)性能較O- 。第二草酸堿催化劑在金屬氧化物表面上:1.超強(qiáng)酸:固體酸的強(qiáng)度若超過100%|酸的酸強(qiáng)度,則稱為超強(qiáng)酸。1匕卜.B酸:能夠給出質(zhì)子的物質(zhì)。-L酸:能夠接受電子對(duì)的物質(zhì)酸強(qiáng)度(給出質(zhì)子的能力或者接受電子對(duì)的能力)函數(shù)正碳離子: 疋帶有正電何的含碳離子。 類重要的活性中間體,可用R3C表示(R為烷基)。潤(rùn)載型固
11、體酸:由液體酸附與固體載體構(gòu)成。靜電場(chǎng)學(xué)說:靜電場(chǎng)模型認(rèn)為:陽(yáng)離子在分子篩晶體表面會(huì)引起靜電場(chǎng),能夠促進(jìn)烴類分子極化冰造成半離子對(duì),從而利于正碳離子性反應(yīng)。2.完整描述催化劑酸堿性質(zhì)包括哪幾方面,分別對(duì)催化劑活性、選擇性有哪些影響?三方面:1.類型:屬于B酸、B堿、還是L酸、L堿。2.濃度:酸中心的數(shù)量,以單位重量催化劑所含 酸的毫摩爾數(shù)或單位表面積上酸中心數(shù)目表示。3.強(qiáng)度:酸強(qiáng)度對(duì)B酸來說是給出質(zhì)子的能力,對(duì)L酸來說是接受電子對(duì)的能力。影響:1.隨催化劑脫水程度的增加,L酸中心數(shù)目增加,但脫水到一定程度活性開始下降。2.酸強(qiáng)度增加,反應(yīng)活性提高3.大多數(shù)酸催化反應(yīng)活性與酸濃度呈線性關(guān)系。3
12、.酸堿的定義有幾種,酸堿的種類對(duì)催化作用有何影響?如何檢驗(yàn)酸的種類?四種定義:1.酸堿電離理論2.酸堿質(zhì)子理論3.軟硬酸堿理論4.酸堿電子理論酸堿種類不同,酸堿中心類型、強(qiáng)度、濃度都不同,對(duì)催化劑的活性有影響。 用紅外光譜法或核磁共振法檢驗(yàn)酸的種類。4.分子篩具有酸性嗎?為什么?具有酸性;分子篩的酸性不是產(chǎn)生H+的能力強(qiáng)弱,而是指路易斯酸性,即有低能量的空軌道,如Si和Al,在它們形成化合物后還存在3d空軌道,它們都體現(xiàn)路易斯路易斯酸性。空軌道的能量越低,酸性越強(qiáng)。5.氧化鋁有幾種晶型?它們都有酸催化作用嗎?1)p-氧化鋁,2)x-氧化鋁,3)K一氧化鋁,4)n一氧化鋁,5)丫 一氧化鋁,6)
13、S-氧化鋁7)0-氧化鋁,8)a一氧化鋁。3).5).6).7)都有酸催化作用6.說明氧化物和混合氧化物酸中心的來源。單氧化物酸中心來源:IA、nA族元素的氧化物常表現(xiàn)出堿性質(zhì),而川A和過渡金屬氧化物卻常呈現(xiàn)酸性質(zhì)。川A和過渡金屬氧化物經(jīng)過熱處理后具有了酸中心。=_混合氧化物酸中心的來源來源:當(dāng)兩種氧化物形成復(fù)合物是,兩種正電荷元素的配位數(shù)維持不變;主組 分氧化物的負(fù)電荷元素(氧)和配位數(shù)(指氧的鍵合數(shù)),對(duì)二元氧化物中所有的氧維持相同。由價(jià)數(shù)不同或配位數(shù)不同的兩種氧化物組成的混合氧化物可形成兩個(gè)酸中心?;瘜W(xué)吸附與一般的化學(xué)反應(yīng)相似,是借助于化學(xué)鍵力,遵從化學(xué)熱力學(xué)和化學(xué)動(dòng)力學(xué)的傳統(tǒng)定律, 選
14、擇性特征,吸附熱大,一般是不可逆的。氧的化學(xué)吸附態(tài):7、吸附等溫線有6種類型。給出Langmuir吸附等溫方程。具有Langmuir吸附等溫方程:寫作8、說明BET關(guān)系式在催化劑的比表面的測(cè)試中的應(yīng)用,簡(jiǎn)述表面積測(cè)定的原理8、簡(jiǎn)述怎樣測(cè)定酸強(qiáng)度和酸濃度。酸強(qiáng)度測(cè)定:胺滴定法:選用一種適合的pKa指示劑(堿),吸附與固體酸表面上,它的顏色將給出該酸的強(qiáng)度。滴定時(shí)先稱取一定量的固體酸懸浮于苯中,隔絕水蒸氣條件下加入幾滴所選定的指示劑,用 正丁胺進(jìn)行滴定。利用各種不同pKa之的指示劑,就可求得不同強(qiáng)度酸的H0t酸濃度測(cè)定:測(cè)量酸強(qiáng)度的同事就測(cè)出了酸量,即酸濃度。9、 下圖為一酸強(qiáng)度分布圖,若某反映要
15、求H0-4,而另一反應(yīng)要求H02,各選何種催化劑,為什么? 要求反應(yīng)H0-4,應(yīng)該選用SQ2-AI2O3;要求反應(yīng)H0仲正C離子伯正C離子;正碳離子的重排傾向0于形成更穩(wěn)定的碳離子。13、 分子篩的構(gòu)造:可以分為三個(gè)層次:硅氧四面體(SiO4)和鋁氧四面體(AIO4),他們構(gòu)成了分子篩的骨架;相鄰的四面體由氧橋聯(lián)結(jié)成的環(huán);氧環(huán)通過氧橋相互聯(lián)結(jié)而形成具有三維空間的各種各樣的多面體。分子篩的基本結(jié)構(gòu)單元: 硅氧四面體(SiO4)和鋁氧四面體(AIO4)。14、 說明A型分子篩的籠型:A型分子篩結(jié)構(gòu),類似于NaCI的立方晶系結(jié)構(gòu)若將NaCI晶格中的Na+扣CI-全部換成3籠用丫籠聯(lián)結(jié)起來,就得到A型
16、分子篩的晶體結(jié)構(gòu)。3A、4A、5A分子篩的區(qū)別 在于分子篩中八元環(huán)孔徑大小不同。八元孔徑為3?對(duì)應(yīng)的沸石稱為3A分子篩,八元孔徑為4?對(duì)應(yīng)的沸石稱為4A分子篩,八元孔徑為5?的對(duì)應(yīng)的沸石稱為5A分子篩。15、X型和Y型分子篩的主要區(qū)別 在于Si/AI比不同,X型的11.5;丫型的為1.53。為何催化活性Mg-YMg-X因?yàn)閅型分子篩中SI比X型中的多第四章金屬催化劑1名詞解釋d空穴:d能帶上有能級(jí)而未被充滿,它具有獲得電子的能力費(fèi)米能級(jí) 電子占用的最高能級(jí).費(fèi)米能級(jí)的物理意義是,該能級(jí)上的一個(gè)狀態(tài)被電子占據(jù)的幾率是1/21/2。對(duì)于金屬,絕對(duì)零度下,電子占據(jù)的最高能級(jí)就是費(fèi)米能級(jí)。如果一個(gè)能帶
17、中的某一個(gè)能級(jí)的能量設(shè)為E E,則該能級(jí)被電子占據(jù)的概率是符合一個(gè)函數(shù)規(guī)律的即f f (E E), f f ( E E)稱為費(fèi)米函數(shù)。當(dāng) f f ( E E) =1/2=1/2時(shí),得出的 E E 的值對(duì)應(yīng)的能級(jí)為費(fèi)米能級(jí)。 |d%:雜化軌道中d原子軌道所占的百分?jǐn)?shù)稱為d特性百分?jǐn)?shù)晶面指數(shù):是晶體的常數(shù)之一,是晶面 在3個(gè)結(jié)晶軸上的截距系數(shù)的倒數(shù)比,當(dāng)化為 整數(shù)比后,所得出 的3個(gè)整數(shù)稱為該晶面的米勒指數(shù)(MiIIer index)。六方和三方晶系晶體當(dāng)選取4個(gè)結(jié)晶軸時(shí),一個(gè)晶面便有4個(gè)截距系數(shù),由它們的倒數(shù)比所得出的4個(gè)整數(shù)則稱為晶面的米勒 一布拉維指數(shù)(MiIIerBravais in di
18、ces)。以上兩種指數(shù)一般通稱為晶面指數(shù)。2、從催化劑的原子間距和晶面花樣說明催化作用的空間因素對(duì)于單位吸附,金屬催化劑的空間因素對(duì)催化作用的影響較?。弘p位吸附同時(shí)涉及兩個(gè)吸附位,所以金 屬催化劑原子間距要與反應(yīng)物分子的結(jié)構(gòu)相適應(yīng):多位吸附同時(shí)涉及兩個(gè)以上吸附位,這不但要求金屬 催化劑原子間距要合適,還要求晶面花樣也要合適。3.Fe和Ni形成金屬時(shí)分別形成d2sp2和d3sp2雜化軌道,請(qǐng)根據(jù)軌道圖指出個(gè)軌道的類型及作用, 與Ni相比Fe的表面有足夠的未匹配對(duì)電子與原子態(tài)的氮發(fā)生吸附,而且吸附強(qiáng)度適中,有利于加氫生 成氮?dú)?。乙烯在各種金屬薄膜上催化加氫,隨金屬d%的增加,催化活性也增加,Ni的d%:匕Fe大,所以乙烯催化加氫催化劑用Ni.4.從d空穴說明為何氨加氫用鐵而烯烴加氫用鎳?烷烴的正常鍵交109.5對(duì)應(yīng)3.6A(上面有個(gè)圈),在寬雙位的吸附物種收到大的扭曲,更有利于烯烴的 催化加氫。而鎳的110與100
溫馨提示
- 1. 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請(qǐng)下載最新的WinRAR軟件解壓。
- 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請(qǐng)聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶所有。
- 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁(yè)內(nèi)容里面會(huì)有圖紙預(yù)覽,若沒有圖紙預(yù)覽就沒有圖紙。
- 4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
- 5. 人人文庫(kù)網(wǎng)僅提供信息存儲(chǔ)空間,僅對(duì)用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護(hù)處理,對(duì)用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對(duì)任何下載內(nèi)容負(fù)責(zé)。
- 6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當(dāng)內(nèi)容,請(qǐng)與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
- 7. 本站不保證下載資源的準(zhǔn)確性、安全性和完整性, 同時(shí)也不承擔(dān)用戶因使用這些下載資源對(duì)自己和他人造成任何形式的傷害或損失。
最新文檔
- 二零二五版美容美發(fā)產(chǎn)品跨境電商銷售合作協(xié)議4篇
- 玻璃幕墻維修施工方案
- 二零二五版美容院供應(yīng)鏈管理及股權(quán)投資協(xié)議4篇
- 環(huán)氧砂漿施工方案
- 2025年P(guān)DA市場(chǎng)拓展專用采購(gòu)合同3篇
- 2025年度智能家居公司成立合作協(xié)議書正式版4篇
- 2025年度新型農(nóng)業(yè)貸款合同標(biāo)的特征分析3篇
- 2024版鋁單板采購(gòu)合同
- 會(huì)展搭建施工方案
- 2025年度養(yǎng)老設(shè)施承建與適老化裝修服務(wù)合同4篇
- 稱量與天平培訓(xùn)試題及答案
- 超全的超濾與納濾概述、基本理論和應(yīng)用
- 2020年醫(yī)師定期考核試題與答案(公衛(wèi)專業(yè))
- 2022年中國(guó)育齡女性生殖健康研究報(bào)告
- 各種靜脈置管固定方法
- 消防報(bào)審驗(yàn)收程序及表格
- 教育金規(guī)劃ppt課件
- 呼吸機(jī)波形分析及臨床應(yīng)用
- 常用緊固件選用指南
- 私人借款協(xié)議書新編整理版示范文本
- 自薦書(彩色封面)
評(píng)論
0/150
提交評(píng)論