非催化反应
非催化反应的意思
非催化反应中存在气相和固相的一种多相反应过程，包括气固相催化反应过程和气固相非催化反应过程。
拓展资料：
气固相非催化反应过程：
气相反应物和固相反应物之间发生的反应，如硫铁矿和闪锌矿的焙烧，煤的气化；固相反应物受热分解生成气相产物的反应，如石灰石的煅烧。气相反应物生成固相产物的反应也可归属此类，但化学工业中较少见。一般而言，气固相非催化反应过程也由气相反应物向固相的传递、在固相内部的传递和表面反应等步骤串联而成，但由于固体颗粒直接参加反应，因此除表面反应和传递过程外，还必须考虑反应过程中颗粒性状变化的影响。根据颗粒性状变化的特点，已提出多种气固相非催化反应模型，其中应用较广的有缩核模型和缩粒模型。
大学化学有机化学的基本反应与机理
大学化学有机化学的基本反应与机理 一、醇的脱水反应及机理 醇是一类含有羟基（-OH）官能团的有机化合物。在一定条件下， 醇可以发生脱水反应，即羟基脱除一个氢原子和一个氧原子形成水， 同时生成一个烯烃。这种反应常见于工业生产中或实验室合成有机化 合物的过程。 脱水反应的机理可以分为酸催化和碱催化两种情况。 1. 酸催化的脱水反应机理 通常情况下，酸催化的脱水反应发生在较高温度下。以乙醇为例， 其脱水反应可以被硫酸作为催化剂催化。催化剂中的硫酸可以负责将 醇中的羟基质子化形成羟基阳离子，从而增强羟基上的电荷密度。这 使得羟基上的氧原子更容易离去，形成水分子。同时，形成的乙烯基 阳离子会接受甲基的亲电攻击，并且从硫酸中再生出硫酸。 2. 碱催化的脱水反应机理 碱催化的脱水反应在较低温度下进行。以乙醇为例，可以用氢氧化 钠作为碱的催化剂。催化剂中的氢氧化钠会负责从醇中去质子化羟基，形成氧化钠离子和醇的负氧离子。羟基上的负氧离子很容易离去，形 成水分子。形成的烯烃则会与氢氧化钠反应，再生出氢氧化钠。 二、醛和酮的加成反应及机理
醛和酮是羰基化合物，其分子中含有羰基（C=O）官能团。在一定 条件下，醛和酮可以发生加成反应，即通过在羰基碳上加入其他官能 团的方式合成新的化合物。 醛和酮的加成反应可以分为亲核加成和胺催化的亲核加成两种情况。 1. 亲核加成的机理 亲核加成是指在醛或酮的羰基碳上发生亲核攻击，将一个亲核试剂 加到羰基碳上，并形成一条新的键。以乙醛和氨水的加成反应为例， 氨水中的氨为亲核试剂，而水分子则是副产物。该反应通过羰基碳上 的部分正电荷互相吸引，在亲核试剂的攻击下，羰基碳上的δ+位点与 亲核试剂上的亲核试对形成新的共价键。 2. 胺催化的亲核加成的机理 胺催化的亲核加成是指胺作为催化剂，在亲核试剂作用下催化醛或 酮的加成。以戊二酮和苯胺的加成反应为例，苯胺作为催化剂参与了 反应过程。首先，苯胺与戊二酮发生氢键形成氮质子化胺。然后，产 生的胺质子对氨基负离子进一步质子化，形成羟胺离子。在亲核试剂 的作用下，羟胺离子与醛的羰基碳发生亲核攻击，形成新的共价键。 三、酯的酸酐化反应及机理 酯是含有羧酸酯官能团的有机化合物。在一定条件下，酯可以发生 酸酐化反应，即酯的酯基与酸反应，形成新的酯并释放出酸。这种反 应常见于有机合成中，也是生命体内的一种重要代谢途径。 酯的酸酐化反应机理可以分为催化和非催化两种情况。
催化原理思考题(终)
第一部分思考题 1.在化工生产中，催化剂和催化过程起哪些作用? 答：催化剂是一种改变一个化学反应的速度，却不改变化学反应热力学平衡位置，本身在化学反应中不被明显消耗的化学物质。催化作用通过改变反应历程而改变反应速度。 2.试述催化过程在化学工业中的地位。何为催化作用？ 答：地位：由现代化工生产过程提供的化学产品中大约有85%是借助于催化过程产生的。催化作用:催化剂对化学反应所产生的效应。 3.催化剂在石油加工和石油化工领域有哪些应用？ 1.答：应用：⑴从1928年发现多孔白土可以裂化重油到20世纪50年代末催化裂化技术，一直是沿着无定型硅铝裂化催化剂渐进式的进步。⑵将沸石新催化材料用做裂化催化剂使催化裂化技术出现了突破，有了飞跃的发展。⑶稀土沸石分子筛代替硅铝催化剂，被誉为“20世纪六十年代炼油工业的技术革命”。⑷由“择形催化”原理合成的2SM-5新型分子筛，开发了一系列石油化工催化新工艺。 4.试述催化作用的四大特征及其在催化剂开发研究中的实用意义。 2.答：（1）只加速热力学上可能进行的反应，△GΘT,P<=—RTInK P。 （2）只加快反应趋于化学平衡，而不改变化学平衡的位置。由△GΘT,P=—RTInK P 得，对平衡常数较大的反应假如适当的催化剂才有意义。 （3）催化剂通过改变反应历程而改变反应速率，催化剂的加入，使反应历程改变，活化能降低。 （4）催化剂对反应具有选择性，因为一种催化剂只能催化加速一个（或一类）特定的反应；有些反应由于催化剂孔隙结构和颗粒大小不同也会引起扩散控制导致选择性的改变。催化剂的选择性也是有效利用资源及开发没有副产物的清洁工艺的关键。 5.要想在500K温度下进行芳构化反应，能否为它找到一种催化剂？为什么？ ?H f?298 kJ?mol-1? G f?298 kJ?mol-1 C p = A + B T +C T2 + D T3 / cal?mol-1 A B C D H20 0 6.48 2.22?10-3-3.30?10-6 1.830?10-9 89.92 129.66 0.909 3.74?10-2-1.99?10-5 4.192?10-9 C2H452.30 68.12 -8.101 1.133?10-1-7.706?10 -5 1.703?10-8 6.为什么说加氢催化剂对脱氢反应也有活性？ 答：催化剂是降低了反应的势能，既活化能，使得正逆反应同时加速。 7.给出转化率，选择性，产率和时空产率的定义。为什么说用时空产率比用转化 率更能反映出工业催化剂性能的优劣? 答：P12 1-6式1-7式1-8式时空产率可类比于时空收率P11倒数L3 但为何更
亚硫酸铵非催化氧化动力学研究
亚硫酸铵非催化氧化动力学研究 摘要：脱硫产物亚硫酸铵的氧化是工业化脱硫技术运行的关键问题。在实验室中，采用玻璃填料塔，通过改变气流量、氧气含量、pH值、温度、亚硫酸铵初始浓度以及硫酸铵浓度，对低浓度亚硫酸铵非催化氧化反应动力学进行了研究。结果表明，亚硫酸铵的氧化速率随着气流量、氧气含量、温度的升高而增大；随着亚硫酸铵初始浓度和硫酸铵浓度的增大而减小；在pH值为8.0时，反应活化能为38.17 kJ/mol。 关键词：亚硫酸铵；动力学；硫酸铵；氧化反应 我国正处于工业化发展阶段，煤、石油和天然气等化石燃料，几乎包括了我国当前所需的一切能源，同时我国是世界上最大的煤炭生产和消费大国，占总能源70%左右。煤作为我国的主要一次能源，在各种工业领域和居民日常生活等的能源消耗中占有很大的比例。特别是近年来随着我国经济的发展，对电的需求大幅度的增加，极大的增加了煤的消耗。据环保部测算，按照目前的发展趋势，到2020年，中国的火电总装机容量将达到12亿千瓦，相当于比2008年翻一番。由于大量煤在燃烧过程中释放出的SO2、PM2.5粉尘等污染物而带来的严重的环境问题，将严重制约我国社会和经济的发展。 脱硫技术可分为燃料预脱硫、燃烧过程脱硫和烟气脱硫三种技术。燃烧后烟气脱硫技术是当前世界唯一大规模商业化应用的脱硫方式，是控制SO2污染和酸雨的主要技术手段，被认为是控制S02最行之有效的途径。烟气脱硫至少可追溯到20世纪30年代，脱硫技术种类繁多，国内外工业应用较为广泛的有十几种。烟气脱硫又可分为湿法、半干法和干法三类工艺。半干法脱硫中脱硫反应是在有水参与的湿的状态下进行，而脱硫产物的排放为干燥状态，因而最能有效地解决了脱硫效率与处理脱硫渣之间的矛盾。湿法脱硫技术较为成熟，效率高，操作简单，但脱硫产物处理较难，烟气温度较低，不利于扩散，设备及管道防腐蚀问题较为突出。目前，全世界投入商业应用的烟气脱硫工艺主要有：石灰石（石灰）-石膏法、烟气物质循环流化床脱硫、喷雾干燥脱硫、炉内喷钙尾部烟气增湿活化法脱硫、海水脱硫、氨法和电子束法脱硫等。 氨法脱硫由于把SO2变成了化肥硫酸铵，实现了资源回收，因而是一种绿色工艺。该工艺采用氨作为吸收剂除去烟气中的SO2并生成亚硫酸铵，亚硫酸铵也可作为化肥直接施用，但产品的稳定性较差，难被农民接受；如果作为小造纸厂的生产原料，将产生废水，造成二次污染。而硫酸铵产品性能稳定，其中含有氮和硫两种营养元素，对植物生长有利，既能作为单独的肥料，也能作为生产复合肥料的原料，故亚硫酸铵的氧化问题越来越受到人们的重视。如何高效经济地将亚硫酸铵转化为硫酸铵或其他高效化肥，是氨法脱硫工艺实现工业化的关键。 Sathymurthy等通过实验发现亚硫酸根浓度存在一个临界值，当大于临界值后，氧化速率不再变化。Gurkan等也发现有类似的临界值，大约为0.2～0.5 mol/L，
非催化条件下异丙苯液相过氧化反应动力学
非催化条件下异丙苯液相过氧化反应动力学 刘明鑫;许志美;孙伟振;张明华;赵玲 【摘要】Both main and side reaction kinetics of non-catalytic peroxidation of liquid phase isopropyl benzene (IPB) were investigated, including byproduct formation such asα-methyl benzyl alchohol (MBA) and acetophenone (ACP), and decomposition pathway of ROOR (DCP). Based on free radical chain reaction mechanism, a kinetic model was developed, in which IPB hydroperoxide (IPBHP), MBA, ACP and DCP were considered. The prediction by this kinetic model is agreed well with the experimental data, if the rate constants were used which were obtained by fitting of the experimental data at 373—404 K. The activation energies estimated were larger for all side reactions than for the main reaction. DCP decomposition requires the presence of oxygen. These data obtained could be helpful for deep understand of the reaction mechanism of liquid phase of alkyl aromatics and could be used as the fundamental data for design and optimization of industrial liquid phase oxidation of IPB.%研究了非催化条件 下异丙苯（IPB）液相氧化主副反应动力学，包括主要副产物α-甲基苄醇（MBA）和苯乙酮（ACP）生成规律以及重要链终止产物ROOR （DCP）的分解反应路径。基于烃类链式自由基反应机理，建立了包含反应物IPB、主产物过氧化氢异丙苯（IPBHP）、副产物MBA、ACP以及链终止产物DCP的反应动力学模型。动力 学模型预测结果与实验数据吻合良好。通过对373～404 K下实验数据的拟合，得到了不同温度下各基元反应速率常数和活化能。模拟计算表明，两个副反应活化能均大于主反应；链终止产物DCP的分解反应通过氧气的参与进行。研究结果可为
非均相催化反应机理分析及性能优化
非均相催化反应机理分析及性能优化 近年来，随着环保意识的不断提高，非均相催化反应在可持续发展和减少环境污染方面开辟了新的道路。作为一种重要的环境友好型反应，非均相催化反应已经得到了广泛应用。然而，非均相催化反应的理论机制和性能仍然需要深入研究，以实现其最佳性能，并为环境保护和商品生产带来更多的贡献。 I. 非均相催化反应的概述 非均相催化反应是指在液体、气体或固体相之间发生的催化反应。通常，催化剂被用来降低反应的活化能，同时提高反应的速率，其中环境中的损耗和污染物可以显著减少。催化剂分为两类：酸催化剂和碱催化剂。酸催化剂促进了化学键的裂解，吸取空穴；碱催化剂会捐赠电子或金属离子。此外，还有一些特殊的催化剂，如蒙脱土、氧化铝、铂等。 II. 非均相催化反应的机理 在非均相催化反应中，反应物与催化剂之间的相互作用可以分为三个过程：吸附、热解和表面反应。吸附过程是指反应物和催化剂之间的物理或化学吸附。热解是指吸附的化合物在高温下分解为新化合物。表面反应是指热解后分子在催化剂表面上发生的化学反应。 III. 非均相催化反应的性能优化 性能优化是指对催化剂的理解和有效的设计，以提高其催化活性和选择性。一些方法，如表面修饰、缺陷调节、结构调控等在催化剂合成和优化方面得到了广泛的应用。 表面修饰的方法包括原位合成、后处理和合成前处理方法。例如，在原位合成方法中，碱性或酸性添加物被加入催化剂中以提高其催化活性。在后处理方法中，催化剂被浸泡在一种化学物质中，以改变其表面活性中心。在合成前处理方法中，
添加物和催化剂先被混合，然后高温处理。这些方法可用于改变催化剂的结构、荷电性质和氧化还原性质。 缺陷调节是通过添加氮、硫、氧等元素或将这些原子嵌入催化剂晶体结构来调 节催化剂缺陷，从而提高其性能。这种方法通常被用于制备金属氮化物和金属氧化物复合催化剂。 结构调控则是通过控制催化剂的晶体结构，以改变其表面和内部结构。这种方 法通常被用于制备金属氧化物纳米材料和金属-有机框架催化剂。 IV. 结论 总的来说，非均相催化反应是一种非常重要的环境友好型反应。对其机理和性 能进行深入的研究和优化，可进一步减少环境损害。对于今后的催化科研工作而言，需要运用现代催化学理论和高级催化技术，开展新的研究和创新，不断完善非均相催化反应的机理和性能，为环境保护和商品生产带来更多的贡献。
非对称催化反应的研究及应用
非对称催化反应的研究及应用 非对称催化反应是一个在有机化学中非常重要的领域。它指的是使用手性催化剂来促进化学反应的进行，从而获得手性化合物。手性化合物具有很高的药品、香料、农药等方面的应用价值，因此对非对称催化反应的研究和应用一直是有机化学家们的重点。 非对称催化反应的发展历程： 1961年，第一个手性催化剂——草酰亚胺中锌催化剂的发现，开启了非对称催化反应的研究历程。接着，诺贝尔化学奖获得者Noyori的发现，以及Davies和Masyuki的研究，更是推动了非对称催化反应领域的发展。 到了20世纪80年代，Ir catalyzed hydrogenation of prochiral alkenes又成为了非对称催化反应的一种新方法，引入了新的手性催化剂——手性膦酸。这一方法被广泛应用于不对称氢化反应、不对称加成反应、不对称无机盐催化反应等方面。随着打光的出现，不对称导向反应成为非对称催化反应领域的一个热点，而且以打光催化不对称氢化反应和不对称还原反应为最为典型的代表。 到了21世纪，绿色化学成为了一个重要的发展方向。因此，非对称催化反应不断向绿色和环境友好的方向发展。例如2016年诺贝尔奖得主Fraser Stoddart教授的研究表明，使用催化剂进行非对称合成的同时，还可以减少反应废物的生成、减少反应的时间，并且使得反应的成本更低。 非对称催化反应的应用: 1.医药 非对称催化反应可合成具有手性的药品。手性药物比不对称药物更容易被生物体吸收和代谢，从而更容易被利用。同时，手性药品具有更高的效率，更低的副作用和药物误用的风险。目前，非对称催化反应已被广泛地应用于药物合成领域。
尿素化学方程式
尿素化学方程式 尿素是由氮与氧组成的有机化合物，其化学方程式是CO(NH₂)₂，广泛用于农业 作物供氮，是人类需要的重要营养物质之一。它的沉淀状物为白色的晶体，溶于水，气味极微，可以提供优良的氮营养，其副产物亦可用于工业及其他应用。 尿素的化学反应可以笼统地总结为：N₂ + H₂O + 3O₂ →CO(NH₂)₂ + 2H₂O。该反 应有多种实现方式，即催化反应、非催化反应以及电化学反应。 其中，催化反应是尿素最常见的合成方式，也是最受欢迎的方式。典型反应包 含了氮原子还原反应，氧化物置换反应，氨气与碳氢化物聚合反应，水解氮质离子反应以及氨气添加剂反应，通过这五种反应有机体可以将氮化物转化为尿素。 而非催化反应合成尿素的方式则是利用碱性环境将氮气添加物转化为氨，然后 再在碱性环境下将氨聚合而成尿素，该反应通常是利用氨气及氧气在高温高压条件下聚合而成尿素，聚合物一般采用石英砂作为载体，该反应的特别之处就是反应过程中没有额外释放出氧化物及二氧化碳，这就使得在节约能源、降低环境污染等方面变得更加有效。 此外，电化学催化反应合成尿素也是一种有效的方式，该反应是利用可逆的电 化学反应将氮原子还原，使得氮气可以进入下一步的二氧化碳及水的环境中，从而形成有机的尿素，常见的反应主要是氨气还原反应以及碳氢化物置换反应，其式如下： 电化学反应：N₂ + O₂ + 2H₂O → 3O2 + CO(NH₂)₂ + 2H+ 该反应相对催化反应，能源消耗较少，还可以以低于熔融温度的特殊条件下实 现反应，尤其能够将反应过程中释放出的氧化物全部转成二氧化氮和氢气，低温时容易吸收，防止对环境造成污染，因此也受到越来越多的关注。 总的来说，尿素的合成主要是通过催化、非催化及电化学反应实现的，它的生 产将氧化物与氢相结合，可作为很好的化肥，是工业生产及农业生产中不可或缺的组成部分，对于对人类的健康及环境保护都起不可磨灭的作用，我们应该以更积极的态度来发展尿素合成以及它的相关应用，让它继续为我们服务。
生石灰脱硫的反应原理
生石灰脱硫的反应原理 生石灰脱硫是一种常见的脱硫方法，通过将生石灰（氧化钙）与二氧化硫（SO₂）进行反应，将二氧化硫转化为硫酸钙（CaSO₄），从而实现对煤燃烧过程中产生的二氧化硫进行去除的目的。下面我们将详细介绍生石灰脱硫的反应原理。 生石灰脱硫的反应主要包括催化反应和非催化反应两个过程。催化反应的产物为硫酸钙，非催化反应的产物为石膏。生石灰脱硫反应的整体过程可以用下面的化学方程式表示： CaO + SO₂+ 1/2O₂→CaSO₄ 在生石灰脱硫的反应中，反应物的转化是在较高温度下进行的。一般来说，反应温度会在500以上，但实际操作中，更常用的温度范围为1300到1600。 催化反应过程中，生石灰的主要作用是催化剂。催化反应的机理涉及生石灰表面的化学反应，具体过程如下： 首先，生石灰（CaO）与SO₂反应生成了CaSO₃和CaS两种物质： CaO + SO₂→CaSO₃（1） CaO + SO₂→CaS + 1/2O₂（2）
然后，通过第一和第二反应，硫氧化物（SOx）逐渐和CaO反应生成硫酸钙（CaSO ₄）： CaSO₃+ 1/2O₂→CaSO₄（3） CaS + 1/2O₂→CaSO₄（4） 根据反应机理，在催化反应过程中，氧气氧化反应起到辅助作用，反应过程中的副产物可以进一步氧化生成硫酸钙。 非催化反应过程中，生石灰参与的反应机理有所不同。石膏的生成过程主要通过下面的反应方程式描述： CaO + SO₂→CaSO₃+ 1/2O₂（5） CaSO₃+ 1/2O₂→CaSO₄（6） 非催化反应中，没有氧气氧化的辅助作用，主要的产物是以CaSO₃的形式存在的石膏。 通过催化反应和非催化反应两个过程，二氧化硫可以被有效地转化为硫酸钙，从而达到脱硫的目的。在实际应用中，生石灰脱硫可以使用多种方式进行，包括喷射活性炭、选择性催化还原和湿法石膏法等方法。这些方法的选择会受到煤燃烧设备和产生的污染物种类等因素的影响。
非均相催化反应动力学研究及其应用
非均相催化反应动力学研究及其应用化学反应在日常生活中无处不在，而催化反应则更加普遍，是 许多工业和环境保护领域中必不可少的技术手段之一。催化反应 的动力学研究对于提高催化剂的效率和降低污染率都有重要的意义。其中，非均相催化反应动力学的研究备受关注，本文将介绍 这方面的内容和应用。 一、非均相催化反应动力学介绍 非均相催化反应是指在催化剂固体表面发生的反应过程。由于 反应物和催化剂分属两个不同的相态（固体和气态或液态），因 此常常存在很大的局部不均匀性和变化性。为了克服这种不均匀 性和变化性，需要对非均相催化反应的动力学进行研究，以便有 效地利用催化反应的优势，提高反应效率和减轻对环境的影响。 非均相催化反应的动力学研究主要包括反应速率、反应机理和 活化能三个方面。反应速率是指单位时间内化学反应的进程，而 反应机理则涉及化学反应的基本步骤和物质转化的途径。活化能 则是指分子在反应所需的最小能量，是催化反应的关键参数之一。
二、非均相催化反应动力学研究方法 1.表征催化剂的物理化学性质 在非均相催化反应动力学研究中，表征催化剂的物理化学性质 非常重要，因为这些性质可以影响反应物在催化剂表面的吸附和 转化。 常用的催化剂表征方法包括扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线衍射等。这些方法对于催化剂表面的形貌、晶体结构、表 面基团和孔隙结构等特征进行了分析和定量，为研究催化反应机 理提供了重要的信息。 2.测量反应速率和机制 非均相催化反应动力学的重点是探究反应速率和反应机理。反 应速率可以通过测量反应物浓度或产物浓度的变化确定。而反应 机理则需要通过其他的实验证据进行推断。
工业催化第四版第一章内容总结(一)
工业催化第四版第一章内容总结(一) 工业催化第四版第一章内容总结 前言 本文总结了《工业催化第四版》第一章的重要内容。工业催化是化学工程中的重要领域，通过催化剂催化反应，提高反应速率和选择性。本章介绍了工业催化的基本概念、催化剂的种类和特点，以及催化剂的制备和表征方法。 正文 本章主要内容如下： 1.工业催化基本概念 –工业催化的定义和重要性 –催化反应和非催化反应的比较 –催化反应的动力学和热力学基础 2.催化剂的种类和特点 –催化剂的分类：固体催化剂、液体催化剂和气体催化剂 –催化剂的特点：活性、选择性、稳定性和寿命 3.催化剂的制备方法
–物理方法：沉积、沉淀、浸渍、共沉淀等 –化学方法：沉淀、浸渍、溶胶-凝胶法等 –物理化学方法：共沉淀、浸渍、溶胶-凝胶法等 4.催化剂的表征方法 –表面性质表征：BET比表面积、微孔孔径分布等 –结构性质表征：X射线衍射、透射电子显微镜等 –表征技术的选择和应用 结尾 本文总结了《工业催化第四版》第一章的重要内容，包括工业催 化的基本概念、催化剂的种类和特点，以及催化剂的制备和表征方法。工业催化在化学工程领域中起着重要作用。进一步了解和掌握工业催 化的理论和实践对于工程师和研究人员具有重要意义。 前言 本文总结了《工业催化第四版》第一章的重要内容，首先介绍了 工业催化的基本概念，包括定义和重要性。随后比较了催化反应和非 催化反应的差异，并解释了催化反应的动力学和热力学基础。
正文 1. 工业催化基本概念 •工业催化的定义和重要性：工业催化是指利用催化剂加速化学反应的过程。工业催化在石油化工、化学合成等领域具有广泛应用，能够提高反应速率、降低反应温度和减少能量消耗。 •催化反应和非催化反应的比较：催化反应通过降低反应的活化能，增加分子之间的碰撞频率来加速反应速率；而非催化反应需要较 高的温度和压力才能进行。 •催化反应的动力学和热力学基础：催化反应速率由反应物浓度、催化剂活性和温度等因素决定，而反应方向由热力学平衡决定。2. 催化剂的种类和特点 •催化剂的分类：根据存在的物理状态，催化剂分为固体催化剂、液体催化剂和气体催化剂。固体催化剂最常见，具有较好的稳定 性和重复使用性。 •催化剂的特点：催化剂应具备活性、选择性、稳定性和寿命等特点。活性指催化剂对反应物的反应能力，选择性指催化剂对特定 产物的选择性，稳定性指催化剂在反应条件下的化学稳定性，寿 命指催化剂的使用寿命。 3. 催化剂的制备方法 •物理方法：包括沉积、沉淀、浸渍和共沉淀等方法。沉积是将催化剂原料沉积在载体表面；沉淀是通过还原剂还原金属盐制备催
非均相催化氧化处理技术综述
非均相催化氧化处理技术综述 1非均相催化氧化法处理废水的作用原理。 将催化反应动力学理论，如Langmuir理想单分子层吸附-脱附动力学、之后Hougen和Watson速率控制分析理论，以及后来Carberry 归纳的Langmuir–Hinshelwood–Hougen-watson（LHHW）理论及近代表面科学理论催化反应微观动力学模型应用到废水处理过程，构成了废水处理的一种新技术非均相催化氧化过程。非均相催化氧化法实际上是在装有固体催化剂的反应器中，废水中的有害物和氧化剂扩散吸附到固体催化剂表面，然后在催化剂表面上进行氧化降解的催化反应，最后产物解离脱附返回液相主体的过程，其反应步骤可归纳如下：吸附过程A（氧化剂）+﹡（表面上吸附中心）〈=〉A﹡ B（有害物）+﹡（表面上吸附中心）〈=〉B﹡ 催化反应A﹡+ B﹡〈=〉P﹡（表面上产物）+﹡（表面上吸附中心） 脱附解离P﹡〈=〉P（液相主体产物）+﹡（表面上吸附中心）2几种非均相催化氧化处理废水技术分析. 2.1非均相湿式催化氧化 在湿式氧化工艺中加入固体催化剂，构成非均相湿式催化氧化过程，以强化废水中的有害物降解。例如，在湿式氧化过程中加入以Al2O3为载体，其上担持有CuO做成的催化剂，氧化降解废水中的酚，在9Min内可使90%以上的酚变为CO2和水。近年来以H2O2/Fe2+/TiO2的湿式催化氧化工艺引起人们的极大注意，该工艺利用H2O2与Fe2+及与TiO2的协同催化作用，强化产生氧化能力极强的OH自由基去氧化有机物，与传统的湿式氧化法相比，它具有低温常压操作，不增加任何装置前提下，改善出水水质，操作方便，节省投资和能量，运行费用低等特点。该过程加入固体催化剂TiO2，不仅存在Fe2+与H2O2产生的链式反应，而且还有TiO2与H2O2的协
选择性非催化还原法(SNCR)
选择性非催化还原法（SNCR） SNCR技术的催化剂费用通常占到SCR系统初始投资的40%左右，其运行成本很大程度上受催化剂寿命的影响，选择性非催化还原法脱硝技术应运而生。选择性非催化还原法（Selective Non-Catalytic Reduction，SNCR）技术是一种不用催化剂，在850℃～1100℃范围内还原NOx的方法，还原剂常用氨或尿素，最初由美国的Exxon公司发明并于1974在日本成功投入工业应用，后经美国Fuel Tech公司推广，目前美国是世界上应用实例最多的国家。 该方法是把含有NHx基的还原剂喷入炉膛温度为850℃～1100℃的区域后，迅速热分解成NH3和其它副产物，随后NH3与烟气中的NOx进行SNCR反应而生成N2。其反应方程式主要为： 4NH3＋4NO＋O2→4N2＋6H2O （5-6） 4NH3＋2NO＋2O2→3N2＋6H2O （5-7） 8NH3＋6NO2→7N2＋12H2O （5-8）而采用尿素作为还原剂还原NOx的主要化学反应为： (NH2)2CO→2NH2＋CO （5-9） NH2＋NO→N2＋H2O （5-10） CO＋NO→N2＋CO2 （5-11）SNCR还原NO的反应对于温度条件非常敏感，炉膛上喷入点的选择，也就是所谓的温度窗口的选择，是SNCR还原NO效率高低的关键。一般认为理想的温度范围为850℃～1100℃，并随反应器类型的变化而有所不同。当反应温度低于温度窗口时，由于停留时间的限制，往往使化学反应进行不够充分，从而造成NO的还原率较低，同时未参与反应的NH3增加也会造成氨气的逃逸，遇到SO2会产生NH4HSO4和（NH4）2SO4，易造成空气预热器堵塞，并有腐蚀的危险。而当反应温度高于温度窗口时，NH3的氧化反应开始起主导作用： 4NH3＋5O2→4NO＋6H2O （5-12）从而，NH3的作用成为氧化并生成NO，而不是还原NO为N2。如何选取合适的温度条件同时兼顾减少还原剂的泄漏成为SNCR技术成功应用的关键。
化学反应工程第一章总结
化学反应工程-第一章总结 化学反应工程，是一门讨论化学反应的工程问题的学科。 1. 化学反应工程的讨论内容：包括两个方面的内容，反应动力学和反应器设计分析。 1. 反应动力学--讨论化学反应进行的机理和速率，以获得工业反应器设计与操作所需的动力学学问和信息，如反应模式、速率方程及反应活化能等； 2. 反应器设计分析--讨论反应器内上述因素的变化规律，找出最优工况和相宜的反应器型式和尺寸。 2. 化学反应过程通常包含三传一反：热量、质量、动量、化学反应。 3. 物料衡算式(描述浓度变化)--连续性方程；能量衡算式(描述温度变化) )；动量衡算式(描述压力变化) ) 模式：输入=输出+消耗+累积 4. 化学反应的分类：均相反应和非均相反应，催化反应和非催化反应；使用固体催化剂的反应属于非均相反应。 5. 反应器类型：管式反应器、釜式反应器、塔式反应器、固定床反应器、流化床反应器、流淌床反应器、滴流床反应器 6. 操作方式：间歇、连续、半连续。 间歇操作为非定态过程，反应器内物系的组成随时间变化； 连续操作为定态过程，反应器内物系参数不随时间变化，随位置变化。 7. 反应进度 化学计量系数：反应物的为负值，生成物的为正值。 反应进度：反应后组分的（终态摩尔量-初始量）/化学计量系数；为正值。 A A0 B B0R R0A B R ==n n n n n n ξννν---= 0j 1M i i ij j n n νξ=-=∑ 8. 转化率表示一个化学反应进行的程度，针对反 应物的一个量。 选用不过量的反应物（关键组分或着眼组分）计算转化率。 假如反应物不只是一种，针对不同反应物计算出来为X 是不一样的 假如反应物的比例符合化学计量关系，则数值均相等；；
非均相催化反应中的催化剂设计及其性能研究
非均相催化反应中的催化剂设计及其性能研 究 非均相催化反应是指在液相或气相的反应中，催化剂和反应物处于不同的相， 其中催化剂一般处于固态，而反应物处于液态或气态。非均相催化反应已广泛应用于各种行业，如化工、环保、制药、能源等领域。催化剂的设计及其性能研究对于非均相催化反应的反应效率和反应选择性具有至关重要的作用。 一、催化剂的设计 催化剂的设计是非均相催化反应中的核心问题，合理的设计能够提高反应效率 和反应选择性，降低催化剂的成本，从而为提高工业生产效益做出贡献。催化剂的设计需要从催化反应的机理和反应条件入手。催化剂的活性成分、载体和制备工艺等都与催化反应的机理密切相关。 1、活性成分 催化剂的活性成分是非均相催化反应中最为重要的组成部分，活性成分的类型 和含量直接影响着催化剂的催化活性和选择性。常见的催化剂活性成分有氧化物、金属和酸等。氧化物催化剂常用于气相氧化反应中，金属催化剂则广泛应用于氢化、脱氢和重烃芳构化反应中。而酸催化剂则主要应用于烷基化和裂化反应中。 活性成分的含量也是催化剂设计中需要考虑的因素之一。活性成分过少会导致 催化剂催化效率不高，而活性成分过多则会使催化剂的选择性降低，甚至失去催化活性。 2、载体
催化剂的载体是固态催化剂的主要组成部分之一，其作用是稳定活性成分，防 止其聚集和失活。常见的催化剂载体有氧化铝、硅胶和氧化锆等。材料的选择需要根据催化反应的性质、活性成分的类型和成分等因素进行考虑。 3、制备工艺 制备工艺是催化剂设计中的重要环节，影响着催化剂的物理化学性质和催化效率。常见的催化剂制备方法有溶胶-凝胶法、共沉淀法、物理混合法等。不同制备 方法的优缺点需要通过实验确定。 二、催化剂性能研究 催化剂性能研究是非均相催化反应中的一个关键问题，主要包括催化剂的催化 活性、选择性和稳定性等方面。 1、催化活性 催化活性是催化剂性能研究的重要指标之一，反映着催化剂催化反应的效率。 催化活性的高低决定着催化反应的速率和催化剂的使用量。通常通过实验室批反应、碎石反应和微观反应等实验方法进行测试。 2、选择性 选择性是催化剂性能研究中另一个关键指标，反映着催化剂对不同反应产物的 选择能力。选择性高的催化剂能够使反应得到预期产物，降低产物的副反应和废物排放。选择性的测试需要对反应产物进行分析和表征。 3、稳定性 稳定性是催化剂性能研究中重要的指标之一，反映着催化剂的使用寿命和反应 稳定性。稳定性好的催化剂能够长时间稳定地催化反应，减少催化剂的更换和成本。稳定性的测试需要对催化剂进行长时间实验。 总结：
非对称有机催化反应研究进展
非对称有机催化反应研究进展近年来，有机催化反应领域取得了快速的发展和进步。尤其是 非对称有机催化反应，作为一种环保、高效、绿色化学合成方法，在有机化学中得到了越来越广泛的应用。本文将会对非对称有机 催化反应的研究进展进行详细介绍。 一、什么是非对称有机催化反应 非对称有机催化反应，简称不对称有机反应，是指催化剂在催 化有机化学反应时以不对称结构为催化剂的特异性，通过手性特 征使得产物左右对称性不同，从而实现对产物光学活性的控制。 在高效、快速、简便、绿色化学合成领域中，非对称有机催化 反应以其优异的反应效果和较小的催化剂使用量，得到了广泛的 关注和研究。此外，非对称有机反应还能有效降低产生废弃物的量，从而达到可持续发展的目的。 二、非对称有机催化反应的研究进展 1.手性氮、氧、硫催化剂
由于手性氮、氧、硫分子可进行分子间作用，构建空间异构反应中诸多的非析键作用，使得其成为不对称有机催化反应中最常用的催化剂。在手性氮、氧、硫催化剂的作用下，合成的产物具有手性，对于合成对映异构体药物特别有意义。 2.自包装催化剂 自包装催化剂是一种分子螯合物，由于其自身空间构件在一定条件下自行组合而形成的核壳结构，在非对称有机催化反应中也有着不可小觑的贡献。 3.手性金属催化剂 手性金属催化剂由于其棘手的合成和高成本，限制了其在化学生产中的应用，但在非对称有机催化反应领域仍有广泛的应用空间。其中，以氮、磷配合物为主的手性金属催化剂逐渐成为了非对称有机催化反应领域中的重要催化剂。 三、非对称有机催化反应在有机合成中的应用
随着非对称有机催化反应的发展，其在有机合成中的应用也增加了很多。以下是一些典型的应用： 1.手性烯酮的结构修饰：利用非对称有机催化反应可以在具有双键和酮基团的分子中，针对烯酮在α位添加不同的官能团，有效提高了烯酮的反应活性。 2.手性螺环化合物的构建：非对称有机反应已经被广泛应用于手性螺环化合物的合成中，因为它能够非常有效地控制螺环化合物产物的光学活性。 3.手性多取代芳烃的合成：非对称有机催化反应不仅可以控制合成产物的立体构型，还可以在手性多取代芳烃中实现选择性官能团的改变。 四、总结 综合来看，非对称有机催化反应是当今有机化学中应用最为广泛的一种合成方法之一，且其研究和进展得到了广泛的关注和认
非均相催化体系中反应机理的研究与探讨
非均相催化体系中反应机理的研究与探讨 反应工程学是化学工程的一个重要分支，研究的是反应器中的 化学反应。在研究中，人们经常会遇到不同类型的反应，其中非 均相反应是目前研究的热点之一。在非均相催化反应中，反应物 和催化剂处于不同的相态，反应是在相态交界处进行的，这就使 得非均相反应具有很高的反应活性和选择性。其中，反应机理的 研究是非均相催化反应的核心。 反应机理的研究是指了解反应中各个组分之间的相互作用，找 到影响反应各步骤的因素，探究反应中的中间体及转化机制，以 达到提高反应效率和选择性的目的。非均相催化反应中主要研究 的是催化剂的层析和孔径分布、催化剂的脆性、反应物在催化剂 表面的吸附、活化和反应等基本问题。其中，反应物在表面吸附 和反应是非均相催化反应的主要难点和研究热点。 一、催化剂的层析和孔径分布 催化剂的层析和孔径分布对于反应过程中的质量传递和反应活 性起着非常重要的作用。工程师们在设计反应器时，需要充分考 虑催化剂的层析和孔径分布，以及催化剂与反应物的接触方式。 在非均相催化反应中，催化剂的微观结构对反应机理和反应效率 起着至关重要的作用，科学家们发现，影响催化剂层析和孔径分 布的因素有很多，如催化剂的表面能、表面活性位的数量及分布、
表面的纳米拓扑结构等等。因此，催化剂的微观结构研究是非均 相催化反应中的一项重要内容。 二、催化剂的脆性 催化剂的脆性是指催化剂在反应过程中，由于承受了外力的作 用而导致破碎或磨损的现象。脆性是催化剂失效的一个主要原因，工程师在设计反应器时需要充分考虑催化剂的脆性，选择适当的 催化剂材料和优化反应条件，以避免催化剂的过度磨损和使用寿 命过短。 三、反应物在催化剂表面的吸附、活化和反应 在非均相催化反应中，反应物在催化剂表面的吸附、活化和反 应是反应机理的核心，也是工程师们需要探究的难点。反应物在 催化剂表面的吸附、活化和反应是一个复杂的过程，其中涉及到 吸附态、反应态、活化态等多个中间环节。 非均相催化反应中反应物的吸附是指反应物与催化剂表面相互 作用的过程，吸附分为物理吸附和化学吸附，物理吸附是由范德 华力等非共价键的范畴内所造成的，化学吸附则是伴随共价键的 生成。催化剂的表面活性位是反应物在催化剂表面吸附的必要条件。 反应物在催化剂表面活化是指反应物吸附在催化剂表面后，在 外部的基因表情宗旨下改变了原本分子内部的构象，激活反应中
(完整版)非选择性催化脱硝技术
第二节选择性非催化还原烟气脱硝技术 选择性催化还原脱除NO X 的运行成本主要受催化刑寿命的影响，一种不需要催化剂的选 择性还原过程或许更加诱人，这就是选择性非催化还原(Selective non-catalytic reduction, SNCR）脱除NO X 技术。该技术是把含有NH X 基的还原剂,喷入炉膛温度为800—1100℃的区域， 该还原剂迅速热分解成NH 3并与烟气中的NO X 进行SNCR反应生成N 2 。该方法以炉膛为反应器,可 通过对锅炉进行改造实现，具有诱人的工业前景。SNCR技术的工业应用是在20世纪70年代中期日本的一些燃油、燃气电厂开始的，在欧盟国家从80年代末一些燃煤电厂也开始SNCR技术的工业应用。美国的SNCR技术在燃煤电厂的工业应用是在90年代初开始的、目前世界上燃煤电厂SNCR工艺的总装机容量在2GW以上。 一、SNCR脱NO x工艺流程和过程化学 (一）、工艺流程 图5-36示出了一个典型的SNCR工艺布置图,它由还原剂贮槽、多层还原剂喷入装置和与之相匹配的控制仪表等组成.SNCR反应物贮存和操作系统同SCR系统是相似的，但它所需的氨和尿素的量比SCR工艺要高一些。
从SNCR系统逸出的氨可能来自两种情况.一是由于喷入的温度低影响了氨与NO X 的反应；另 一种可能是喷入的还原剂过量，从而导致还原剂不均匀分布。由于不可能得到有效的喷入还原剂的反馈信息，所以控制SNCR体系中氨的逸出是相当困难的，但通过在出口烟管中加装一个能连续准确测量氨的逸出量的装置，可改进现行的SNCR系统。 还原剂喷入系统必须能将还原剂喷入到锅炉内最有效的部位，因为NO X 分布在炉膛对流断面上是经常变化的，如果喷入控制点太少或喷到锅炉中整个断面上的氨不均匀,则一定会出现分布率较差和较高的氨逸出量.在较大的燃煤锅炉中,还原剂的分布则更困难，因为较长的喷入距离需要覆盖相当大的炉内截面。多层投料同单层投料一样在每个喷入的水平切面上通常都要遵循锅炉负荷改变引起温度变化的原则。然而，由于这些喷入量和区域是非常复杂的，因此要做到 很好的调节也是很困难的。为保证脱硝反应能充分地进行，以最少的喷入NH 3 量达到最好的还原 效果，必须设法使喷入的NH 3与烟气良好地混合.若喷入的NH 3 不充分反应，则泄漏的NH 3 不仅会 使烟气中的飞灰容易沉积在锅炉尾部的受热面上，而且烟气中NH 3遇到SO 3 会生成(NH 4 ) 2 SO 4 ，易 造成空气预热器堵塞，并有腐蚀的危险. SNCR法的喷氨点应选择在锅炉炉膛上部相应的位置，并保证与烟气良好混合。若喷入 的为尿素溶液，其含量应为50％左右. (二)、过程化学 研究发现,在炉膛900—1100℃这一狭窄的温度范围内、在无催化剂作用下，NH 3 或尿素等氨 基还原剂可选择性地还原烟气中的NO x ，基本上不与烟气中的O 2 作用，据此发展了SNCR法。在 900—1100℃范围内,NH 3或尿索还原NO X 的主要反应为：