PEMFC电催化剂现状

PEMFC电催化剂现状
PEMFC电催化剂现状

PEMFC电催化剂现状

13材料C1 安海山20134865620

PEMFC的发展历史

质子交换膜燃料电池的发展历史起源于20世纪60 年代初美国的GE 公司为NASA 研制的空间电源, 采用的是1 kW 的PEMFC 作为双子星座宇宙飞船的辅助电源, 尽管PEMFC 的性能表现良好, 但是由于当时该项技术处于起步阶段, 仍存在许多问题, 如功率密度较低(<50 mW/cm2);聚苯乙烯磺酸膜的稳定性较差, 寿命仅为500 h 左右;铂催化剂用量太高等, 因此在以后的Apollo 计划等空间应用中,NASA 选用了当时技术比较成熟的碱性燃料电池, 使得PEMFC 技术的研究开发工作一度处于低谷。

1962 年美国杜邦公司开发出新型性能优良的全氟磺酸膜, 即Nafion系列产品, 1965 年GE 公司将其用于PEMFC , 使电池寿命大幅度延长。但是由于铂催化剂用量太高和Nafion膜的价格昂贵以及电池必须采用纯氧气作为氧化剂, 使得PEMFC 的开发长时间是以军用为目的, 限制了该项技术的广泛应用。进入20 世纪80 年代以后, 以军事应用为目的的研制与开发, 使得PEMFC 技术取得了长足的发展。以美国、加拿大和德国为首的发达国家纷纷投入巨资开展PEMFC 技术的研究开发工作, 使得PEMFC 技术日趋成熟。20 世纪90 年代初期, 特别是近几年, 随着人们对日趋严重的环境污染问题的认识加深,PEMFC 技术的开发逐渐由军用转向民用, 被认为是第四代发电技术和汽车内燃机的最有希望的替代者。

PEMFC的现状

EMFC中的电催化剂, 应满足以下4 个条件:①具有导电性, 或使用导电性良好的载体以求获得高的导电性;②一定的电化学稳定性, 即能在实现目标反应的条件下, 电催化剂表面不会因电化学反应而过早失活;③较好的催化性能, 包括实现目标反应及抑制副反应的活性;④比表面积大。通常电催化剂分为两大类, 即阴极催化剂(催化氧化剂的还原)和阳极催化剂(催化燃料的氧化)。由于贵金属材料具有极强的原子键、高原子配位数等特殊的原子结构, 表现出优异的物理化学性质, 比较适用于燃料电池的电极反应。目前的电催化剂主要有Pt基、Pd基、Au基材料等几大类, 常使用的是Pt基催化剂, 关于这一类催化剂的研究较多并取得了一系列的进展, 但仍存在着一些问题。

如贵金属催化剂用量过高, 导致电池成本过高。近年来在催化剂方面, 研究主要围绕降低贵金属担载量和提高催化剂稳定性以及寻找价格较低廉的新的非贵金属催化剂等方面展开, 如英国、美国以及我国的大连化物所阁等开展了一系列的工作, 其主要研究方向是: ①合金催化剂, 包括二元合金Pt一Ru 、Pt 一Sn 、Pt 一pd 等; 三元合金Pt 一Ru 一W、Pt 一Co 一W、Pt 一Ni一W、Pt -Mn 一W 和Pt一Ru 一Nb 等; 四元合金R一Ru 一sn 一W 等。②金属氧化物催化剂。White J.M. 和Sammells A.F.对ABO3型金属氧化物作为CH30H 氧化的催化剂最早进行了研究叫, ABO3中的A和B分别代表: A = Sr 、Ce 、Pb、La ; B 一Co 、Pt 、Pd、Ru 等。③有机鳌合物催化剂。有机鳌合物属有机电催化剂, 是一些含过渡金属中心原子的大环化合物, 如含有Fe 、Co、Ni、Mn 的酞著或叶琳络合物。有机赘合物的优良催化性能是由于它能促进H202 分解, 使O2在阴极上按4 电子反应途径进行, 从而使电池的工作电压增高。目前电催化剂仍以贵金属R 为主,R一Ru 合金催化剂或负载型Pt一Ru 是目前研究最成熟、应用最广泛的催化剂。

阴极催化剂

PEMFC阴极的过电位很高, 与氢的氧化相比,O2 的还原过程比较困难。理想的催化剂应使分子氧在较高电位下通过四电子过程一步直接还原成水, 得到高能量效率。因此, 阴极催化剂材料的研究重点是开发出对O2 还原反应(ORR)有高选择性和高催化活性, 载Pt量低的阴极

材料。

新型阴极合金催化剂的研制以及催化机理的探索已经取得了很大的进展。但是, 合金及其他复合催化剂的催化活性较纯金属有较大提高的原因目前仍不能形成定论, 还须做进一步的深人研究。通过添加其它过渡金属元素组分, 改善催化剂的催化活性, 减少贵金属用量, 降低成本仍是PEMFC阴极电催化剂的主要发展方向。

阳极催化剂

阳极催化剂除了具有阴极催化剂的性能, 还应具有抗CO中毒的能力。CO中毒分为化学和机械中毒, 二者均引起活性下降。前者是CO与催化剂中的活性物质发生化学反应;后者是CO 强烈吸附在催化剂的表面从而阻碍H2 的吸附。近年来阳极催化剂已成为燃料电池研究领域最为重要的课题之一, 研究工作主要集中在两方面:一是通过改进催化剂制备技术来提高催化剂性能;二是通过添加促进剂来改善催化剂的性能。其中通过添加促进剂制备高性能的多组分阳极催化剂已成为燃料电池阳极催化剂研究的主流工作。目前抗CO催化剂研究主要集中在Pt-Ru以及Pt与过渡金属M的二元或多元催化剂, 其中许多双金属催化剂都表现出比Pt高的抗CO能力。从总体上来看, Pt基二元催化剂已得到较全面的研究, Pt-Ru/C二元合金催化剂为最好的催化剂。在三元体系中虽然看到了可喜的结果, 但对所发现体系的性能还没有深入的测定, 对其应用价值还不能得出可信判断。四元体系目前还研究得比较少。PEMFC的展望

尽管PEMFC 具有高效、环境友好等突出优点, 但目前只能在特殊场所应用和试用。若作为商品进入市场, 必须大幅度降低成本, 使生产者和用户均能获利, 即若作为电动车动力源, PEMFC造价应能与汽车、柴油发动机相比(约50 $/kW), 若作为各种便携式动力源, 其造价必须与各种化学电源相当。21 世纪的前10 年, 是燃料电池在技术和成本上取得突破、从特殊应用到商品化、产业化至关重要的时期。为加速我国PEMFC 开发, 应当充分利用我们的资源优势, 在原有工作基础上, 深入开展低Pt 含量合金电催化剂、电极内Pt 与Nafion 最佳分布, 进一步提高Pt 利用率和降低Pt 用量, 开发金属表面改性与冲压成型技术, 开发廉价的部分氟化或非氟化含多元磺酸质子交换膜, 甲醇、汽油等氧化重整制氢技术以及抗CO 中毒的阳极电催化剂等方面的研究工作, 结合各方力量联合攻关, 合理分工, 取长补短, 为我国燃料电池技术的发展贡献一份力量, 为燃料电池在我国实用化、产业化作出贡献。

催化剂的发展

催化剂的发展 一、催化剂的历史,人们对催化剂的运用 1、人们利用酵母酿酒酿醋 2、炼金术师利用硝石制作硫酸 3、最早比较完整的提出催化 剂的概念是1835年贝采尼乌斯(魔杯故事) 结论:人们在发现催化剂之前就通过各种方法利用催化剂,说明催化剂渗入我们生活的方方面面 二、催化剂的重要性及其优势 1、催化剂在使用前后其质量和化学性质不会发生改变,可以多次利用 2、催化剂可以降低反应条件,提高经济效益(举例,无催化剂时,合成氨反应的活化能很高,大约335KJ/mol,需要较高的温度下进行,加入铁催化剂后,反应以生成氮化物和氮氢化物两个阶段进行。第一阶段的反应活化能为126kJ/mol~167kJ/mol,第二阶段的反应活化能为13kJ/mol,极大的降低了反应所需的温度) 3、生物体内的酶催化剂,对生物的生命活动具有重要作用(在一定条件下,每个过氧化氢酶在一分钟内能转化5000000个过氧化氢分子) 4、催化剂可以控制产物的产率及其产物构型 三、研究新催化剂的重要性 1、催化剂在使用过程中会产生毒化等现象导致催化效率降低,研究新型催化剂降低损耗 有必要2、不同催化剂对相同反应的催化效率不同(举例,生物酶与二氧化锰催化过氧化氢)3、许多反应需要寻找催化剂加快反应,使其量产化能够实现4、对催化剂毒性,价格,使用条件,环境保护方面的要求 四、现今催化剂的发展方向 石油炼制(异构化,烷基化,精制,裂化),无机化工,有机化工,环境保护(硝酸尾气处理,内燃机排气处理) 催化剂从一开始的简单的天然催化物到化合物催化剂到现今分子筛催化剂等等,以后催化剂的发展更加注重环境保护方面,加强对油气资源的综合利用

催化剂

1. 1. 什么是催化剂? 化工辞典对催化剂:“一类能够改变化学反应速度而本身不进入最终产物分子组成中的物质。催化剂不能改变热力学平衡,只能影响反应过程达到平衡的速度。加速反应速度的催化剂称正催化剂,减慢者称负催化剂”。 2. 催化剂发展过程及其特征? 开发过程 ①实验室工作:资料准备 催化剂参考样品的剖析 配方筛选 ②扩大试验?a?a介于小试和工业大生产之间 ③侧流实验?a?a完全模仿工业条件 3.催化剂工业现状及其发展方向? 工业发展概况:A 国内——很多,无法统计 B 国外——美国——一百多家西欧——六十多家(25家)日本——引进与国内开发并重 发展方向: ①企业间的大合作——企业合并、收购、强强联合 ②催化剂生命周期短,更新速度快 ③提供各种服务——开停车、贵金属回收、再生 ④催化剂制造在整个公司中所占比例与来越少——催化性能更佳、需求下降 4. 催化剂活性的表示方法(6种)? ?转化率,意义上不够明确,但计算简单方便,又比较直观,工业上常使用 ?给定条件下主要产物出口浓度或反应物出口残余量 ?时空收率:单位时间内单位体积催化剂上所能得到目的产物的量 ?反应速率,理论上讲更为确切些 ?平衡温距:△T=T -T平(达到任意转化率的温度) ?给定温度下欲达某一指定转化率所需的空速 5.催化剂性能指标(三大指标等)及其意义? (1)转化率x A (conversion) ?求算时物质量可以是质量或摩尔数 ?催化剂的比活性:催化剂单位表面积上所呈现的活性。 (2)催化剂的选择性S (selectivity) ?催化剂的选择性:当化学反应在理论上(热力学上)可能有几个反应方向时,通常一种催化剂在一定条件下,只对其中的一个反应方向起加速作用,这种专门对某一个化学反应起加速作用的性能,称为催化剂的选择性。 ?(3)收率Y(yield) 通常对工业催化剂的要求是:使其只生成所希望的目的产物,并尽量接近于达到该温度和压力下的平衡转化率,最好不生成或尽量少生成其他副产物。 ?对于工业催化剂而言,当存在许多并列反应时,往往对选择性的要求更甚于对活性的要求。?如果生产原料昂贵或产物与副产物分离很困难,则应选用高选择性的催化剂,反之,则选

有机催化剂的应用及发展

催化化学综述 综述题目:有机催化剂的应用及发展 学院:_ 专业:_ 班级:___ 学号:_ 学生姓名:_ 2013年 6月16日

有机催化剂的应用及发展 前言 在化学反应里能改变其他物质的化学反应速率(既能提高也能降低),而本身的质量和化学性质在化学反应前后都没有发生改变的物质叫催化剂(也叫触媒),在现代有机合成化学及化工中有着举足轻重的地位。现代化学工业产品的85%都是通过催化过程生产的,每种新催化剂的发现及催化工艺的研制成功,都会引起化学工业的重大革新。有机催化剂作为其中非常重要的一种,和我们生活的各个方面都有着联系,其发展历史也是几经波折,最终也取得了不错的成果。有机催化剂主要分为金属有机催化剂和非金属有机催化剂,其在社会生产中具有重要作用。

1.非金属有机催化剂 金属有机催化剂相反,非金属有机催化剂是指具备催化剂基本特征的一类不包含金属离子配位的低分子量有机化合物.此类非金属有机催化剂不同于通常的单纯以质子酸中心起主导作用的有机羧酸类、苯磺酸类有机催化剂,它是通过分子中所含的N,P等富电子中心与反应物通过化学键或范德华力形成活化中间体,同时利用本身的结构因素来控制产物的立体选择性。 1.1、非金属有机催化剂的种类 1、有机胺类:脯氨酸、咪唑啉酮类、金鸡纳碱类、Ⅳ杂环卡宾类、二酮哌嗪类、胍类、脲及硫脲类等; 2 、有机膦类:三烷基膦类、三芳基膦类等; 3 、手性醇类质子催化剂:如TADDOL类催化剂。 非金属有机催化剂和金属有机催化剂以及生物有机催化剂有着非常密切的联系,有的非金属有机催化剂例如叔膦本身又是金属有机催化剂很好的配体,还有些非金属有机催化剂显示出类似于酶的特性和催化机理.大量的研究发现大多数非金属催化剂有较高的催化活性,尤其是应用在不对称合成中,经其催化的反应大都有很好的收率和对映选择性,并且具有毒性低、价格低廉、容易制备、稳定性好、易于高分子固载等一系列优点,所以越来越受到各国化学家的重视。 1.2、非金属有机催化剂的应用 1.2.1.松香酯化催化剂 松香是自然界极其丰富的一种天然树脂 ,分为脂松香、浮油松香和木松香三种 ,松香具有防腐、防潮、绝缘、粘合、乳化、软化等特性 ,广泛应用于食品工业、胶粘剂工业、电子工业、医药和农药等 ,但松香性脆、易氧化、酸值较高、热稳定性差等缺点严重妨碍了它的应用。研究发现可以通过对松香进行化学改性 ,人为地赋予它各种优良性能 ,使其得到更广泛的应用。松香化学反应主要在枞酸型树脂酸分子的两个活性基团——羧基和共扼双键上进行。它的主要反应有:异构、加成、氢化、歧化、聚合、氨解、酯化、还原、成盐反应和氧化反应。松香的氢化和酯化是其中最主要的改性手段。

催化简史

催化简史 专业:工业催化姓名:李全升 学号:21207142

催化简史 催化剂的出现在人类社会的发展的过程中起到了极大的推动作用。它解决了生活和生产过程中出现的许多难题,让人们的视野变得更加得开阔,有效得推动了近代产业革命得快速发展。科学技术发展至今天,催化在支撑国民经济可持续发展中发挥着极其重要的作用,在发国家催化对于经济的直接和间接贡献已高达GNP 20%-30%之多。既然催化剂给了我们如此大的帮助,那么到底什么是催化剂?它的作用是怎样的呢?它的种类包括哪些?它到底是怎样发现和发展起来的呢? 物理化学之父奥斯特瓦尔德(F.W. Ostwald)提出了具有现代观点的催化剂和催化作用的定义:“凡能改变化学反应的速度而本身不形成化学反应的最终产物,就叫做催化剂。”他列出4种类型的催化作用:(1)过饱和物系中离析作用的催化(2)均相混合物中的催化;(3)非均相催化(4)酶的催化作用。 催化剂可按化学类型、化学组成、反应类型及市场类型来划分。按化学类型可分成贵金属、分子筛、酸碱、酶、茂金属、氧化物、硫化物等催化剂。按化学组成则可分成银、铜、镍、钯、铁等。按反应类型即催化剂功能分类则可划分成水解与水合、脱水、氧化、加氢、脱氢、聚合、酰化、卤化等。从相态分:均相反应和非均相反应。从工业应用分:石油化工催化、精细化工催化、生物酶催化等。若按市场分类则可性划分成炼油、化工和环保三类。目前国内外均以功能划分为主,兼顾市场类型及应用产业。 催化概念的诞生 古代时,人们就已利用酶酿酒、制醋;中世纪时,炼金术士用硝石作催化剂以硫磺为原料制造硫酸;13世纪,人们发现用硫酸作催化剂能使乙醇变成乙醚。直到19世纪,产业革命有力地推动了科学技术的以展,人们陆续发现了大量的催化现象。 催化剂作用是在生产发展的同时为人们由浅入深地认识到的。在科学纪元中,是贝采里乌斯(Berzelius)于1836年最先用催化作用一词来描述有关痕量物质,本身并不消耗而能够影响反应速率的各种各样的观察结果。贝采里乌斯引用的例子是淀粉受酸催化水解为葡萄糖,金属离子对过氧化氢分解的影响,及铂在氢气和氧气反应中的作用等。催化(catalysis)一词是由两个希腊字拼成,字首cata- 表示下降,动词lysein意思是分裂或破碎。贝采里乌斯可能是用“catalysis”一词来表示把阻碍分子反应的正常力破除掉.当时,反应物、产物和催化剂的化学结构都不清楚,原子—分子理论还没完全建立起来,化学键的本

电化学实验一析氢行为

姓名:学号:日期: 一.实验目的 (1)掌握线性扫描技术 (2)掌握三电极体系 (3)掌握Tafel关系 二.实验原理 析氢反应方程:H++e→1/2H 2 线性扫描技术:控制电极电势按指定规律变化,同时测量电极电流随电势的变化。Tafel关系:强极化(但无浓差)发生时,超电势η与通过电极的电流密度j呈线性关系。(课本53页) 三.实验步骤及结果 实验步骤: (1)用18.4mol/L浓硫酸配置50mL0.5mol硫酸溶液(a=1) 取适量水于烧杯中,量取6.8mL浓硫酸,缓慢加入烧杯中并用玻璃棒搅拌,将稀释后的溶液加入250mL容量瓶定容。 (2)用刚玉粉末作为抛光粉处理电极活性表面,以避免副反应干扰实验。(3)使用电化学工作站CHI660E进行线性扫描,为获取准确电势值,采用三电极体系。 工作电极:Φ2mm圆盘电极Au,Ni,GC,Φ0.5mmPt 对电极:钛电极 参比电极:Ag-Agcl,φ Agcl/Ag =0.222V,并使用鲁金毛细管以减小溶液电阻工作电极—绿色夹子,对电极—红色夹子,参比电极—白色电极 参数设置要考虑不同金属的起始终止电势,选定合适sensitivity以避免数据溢出,实验开始前要除去电极表面的气泡。 (4)数据处理:i=i c +i d 基线代表i c 变化,超电势η=-0.222-E,电流密度j=i d /A 使用origin处理i,E数据并绘制η-lnj曲线,找到ab。实验数据: (1)Au电极表面析氢行为

(2)GC 电极表面析氢行为 C u r r e n t (A ) Potential (V) η (V ) lnj (A*m -2) C u r r e n t (A ) Potetial (V)

立足本职,展望未来

立足本职,展望未来 余洁尊敬的各位领导、同志们: 大家好,首先作为社区矫正工作者的新同志,能融入到这个大家庭,有幸上台发言我感到很荣幸。如何在最短时间内熟悉并做好我们社区矫正的本职工作我做了以下思考: 一、充分认识开展社区矫正工作的重要意义。 开展社区矫正工作为维护社会和谐稳定具有十分重要的意义:社区矫正有利于进一步完善社会服刑人员监督管理机制,确保社会长治久安;有利于提高监外执行罪犯教育改造质量,预防和减少重新违法犯罪;有利于推进司法体制改革,实现刑罚执行工作的科学发展;有利于构建社会主义和谐社会,促进社会稳定。 二、明确社区矫正的对象、任务、目的。 第一,对于适用社区矫正的五类罪犯,应当根据我国现行法律规定,切合实际的组织开展帮教工作。这方面对我们新同志来说应当多向经验丰富的老同志学习,与他们多做沟通交流,以社区矫正工作队伍中先进的工作者为榜样,向他们看齐。 第二,按照我国法律规定,社区矫正的主要任务是加强对社区服刑人员的管理和监督,确保刑罚的顺利实施;通过多种形式,加强对社区服刑人员的思想教育、法制教育、社会公德教育,矫正其不良心理和行为,使他们悔过自新,弃恶从善,成为守法公民;帮助社区服刑人员解决再就业、生活、法律、心理等方面遇到的困难和问题,以利于他们顺利适应社会生活。因此在现实工作中争对不同类型的矫正对象进行监管和帮教,我觉得除了定位手机的监控以及必要的书面、电话汇报等方式已外,定期走访很重要。不管是去矫正对象家里走访

还是去其所在的村委、居委走访,都是对矫正对象近期真实情况的进一步了解。这就要求我们工作者必须做到实事求是,不怕麻烦。 第三,社区矫正的目的是对矫正对象进行再社会化的教育,使罪犯适应并顺利回归社会;间接目的是增强社区公民的法律意识和社会责任感;根本目的是预防犯罪,维护社会稳定,实现国家长治久安。我想,要加强矫正对象的法律意识,对他们进行法制宣传教育很重要,像我们张渚镇司法所就会经常组织开展法制宣传教育和组织集中教育学习,这些都是要我们坚持做的工作。 三、加强与有关部门密切配合,共同做好社区矫正工作。 一是加强与法院、检察院、公安、监所等部门的协调配合,认真做好衔接移交工作;二是加强与财政、劳动和社会保障、民政、工商等有关部门的协调配合,为社区服刑人员解决生产、生活、就业等方面的困难和问题。同时,还要加强与工会、妇联、共青团等组织协调配合,为社区服刑人员提供学习、生活、工作等服务。我是新同志,那么某些交际范围与老同志相比显得相对狭小,但是我不会退缩,遇到不懂的地方就问,因为要想做好本职工作必定与其它相关部门处理好人际关系,为更好地处理本职工作事宜而努力。 未来,我国社区矫正事业仍然蓬勃发展。在今后的一段时间中,党和政府也将研究建立适合我国国情的社区矫正法律制度,待条件成熟时制定一部专门的社区矫正法,我国最终建立起一套成熟的具有中国特色的社区矫正体系。所以立足本职,展望未来,作为社区矫正工作者中的一份子我将会对社区矫正工作保持热情,日后更会全力以赴做好这份工作。 谢谢大家!

催化剂的形成与发展

山西轻工职业技术学院毕业论文催化剂的形成与发展 教育系 专业班级 学生姓名 指导老师姓名 山西轻工职业技术学院二〇一七年四月十八日

催化剂的形成与发展 摘要 在化工生产、科学家实验和生命活动中,催化剂都大显身手。例如,硫酸生产中要用五氧化二钒作催化剂。由氮气跟氢气合成氨气,要用以铁为主的多分组催化剂,提高反应速率。在炼油厂,催化剂更是少不了,选用不同的催化剂,就可以得到不同品质的汽油、煤油。汽车尾气中含有害的一氧化碳和一氧化氮,利用铂等金属作催化剂可以迅速将二者转化为无害的二氧化碳和氮气。酶是植物、动物和微生物产生的具有催化能力的蛋白质,生物体的化学反应几乎都在酶的催化作用下进行,酿造业、制药业等都要用催化剂催作。传统观点认为,是催化剂与反应物生成了不稳定的中间产物,再生成了产物。现代观点认为,催化剂降低了活化能,增加了活化分子数量,从而提高了反应速率。 但是对于催化剂的发现、形成、发展现状以及发展前景,很多人都不是很了解。本文将介绍一些有关于催化剂的行成、发展与前景的简单背景和合理预测。 关键词:催化剂发展前景

目录 一.催化剂的发现与行成 (1) 1.催化剂的发现 (1) 2.催化剂的形成 (2) 二.催化剂的发展现状 (2) 1.全球发展现状 (2) 2.催化工业的发展 (3) 三.催化剂的发展前景 (4) 1.全球发展前景 (4) 2.我国的发展前景 (4)

一·催化剂的发现与形成 催化剂又叫触媒。根据国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC)于1981年提出的定义,催化剂是一种物质,它能够改变反应的速率而不改变该反应的标准Gibbs自由焓变化。这种作用称为催化作用。涉及催化剂的反应为催化反应。 在化学化工领域中,催化剂的出现为化学以至人类社会的发展都起到了极大的推动作用。它解决了生活和生产过程中出现的许多难题,让人们的视野变得更加得开阔,有效得推动了近代产业革命得快速发展。科学技术发展至今天,催化在支撑国民经济可持续发展中发挥着极其重要的作用,在发国家催化对于经济的直接和间接贡献已高达GNP20%-30%之多。 1.催化剂的发现 古代时,人们就已利用酶酿酒、制醋;中世纪时,炼金术士用硝石作催化剂以硫磺为原料制造硫酸;13世纪,人们发现用硫酸作催化剂能使乙醇变成乙醚。直到19世纪,产业革命有力地推动了科学技术的以展,人们陆续发现了大量的催化现象。催化剂作用是在生产发展的同时为人们由浅入深地认识到的。在科学纪元中,是贝采里乌斯于1836年最先用催化作用一词来描述有关痕量物质,本身并不消耗而能够影响反应速率的各种各样的观察结果。贝采里乌斯引用的例子是淀粉受酸催化水解为葡萄糖,金属离子对过氧化氢分解的影响,及铂在氢气和氧气反应中的作用等。 1781年,帕明梯尔用酸作催化剂,使淀粉水解。1812年,基尔霍夫发现,如果有酸类存在,庶糖的水解作用会进行得很快,反之则很缓慢。而在整个水解过程中,酸类并无什么变化,它好像并不参加反应,只是加速了反应过程。同时,基尔霍夫还观测到,淀粉在稀硫酸溶液中可以变化为葡萄糖。1817年,戴维在实验中发现铂能促使醇蒸气在空气中氧化。1838年,德拉托和施万分别都发现糖之所以能发酵成为酒精和二氧化碳,是由于一种微生物的存在。贝采里乌斯就此提出,在生物体中存在的那些由普通物质、植物汁液或者血而生成无数种化合物,可能都是由此种类似的有机体组成。后来,居内将这些有机催化剂称为“酶”。 1850年,威廉米通过研究酸在蔗糖水解中的作用规律,第一次成功地分析了化学反应速度的问题,从此开始了对化学动力学的定量研究。1884年前后,包括奥斯特瓦尔德在内的几位化学家研究了各种酸对酯的水解作用以及蔗糖转化等现象的酸碱催化作用的解释,他认为催化剂现象的本质,在于某些物质具有一种特别强烈的使原本没有它参加而速度很慢的反应加速的特殊性能。他说,任何物质,如果它不参加到化学反应的最终产物中去,只是改变这个反应的速度即称为催化剂。另外,他通过总结大量的实验结果,根据热力学第二定律,提出了平衡的达成,不能改变平衡常数。1905年,勒·罗西诺和哈伯等人,根据化学热力学的原理,研究计算了氢、氮和氨在各种温度和压力平衡情况后,利用各种

CS系列电催化案例-电催化析氢(HER)

CS电化学工作站应用案例-电催化析氢方向 一、前言 1.1背景 进入21世纪以来,随着人类社会的快速发展,对能源的需求越来越大,能 源也成为了国家间竞争的焦点。人类相关的物质活动也离不开能源的支持。现如 今,能源短缺、有限能源的争夺以及能源的过度使用等一系列问题,无一不威胁 着人类的生存与发展。目前,社会发展主要依赖的能源是以煤、石油、天然气为 代表的传统化石燃料,然而,化石燃料的不可再生性、资源有限性制以及带来的 环境污染问题制约了现代经济的发展。因此,人们开始认识到开发探索新能源是 满足能源需求和解决环境污染问题的唯一出路。而氢能作为一种理想的二次能源 以及其清洁、高效、可储存和便于运输等优点,被视为替代煤炭、石油和天然气 等不可再生能源最为理想的能源载体。目前,工业上制备氢气的方法主要包括化 石燃料制氢、水电解制氢、热解水制氢和生物制氢等方法。其中电解水制氢以其 产品纯度高、电解效率高、无污染等诸多优点被广泛采用。由此可见,制备一种 高效稳定的电解水制氢材料,是解决能源危机和环境污染的重要途径。 1.2原理 电催化反应发生在电极与电解液的固液界面层,在酸碱电解液中各有不同的 反应式和不同的反应机理,如下反应等式所示: 酸性电解液:阳极:H2O→2H++1/2O2+2e-(1)阴极:2H++2e-→H2(2)碱性电解液:阳极:2OH-+H2O+1/2O2+2e-(3)阴极:2H2O+2e→H2+2OH-(4)总反应:H2O→H2+1/2O2(5)由等式(1-5)可知,无论是在酸性电解液还是碱性电解液,吸附在阴极催化剂表面 氢原子得两个电子生成一个氢分子,而阳极则发生氧化反应,不断有氧气析出。 所以电解过程中,水不断因为电解而减少并且生成了气体,从而电解液的溶度不 断提高。 上世纪就提出很多关于氢在阴极电解时的机理,虽然有很多争论,但它们的 共同点部分有以下几方面: 第一步主要是放电步骤(Volmer反应): H 3O++e-→H ads +H 2 O(6)

有机催化剂的应用及发展

https://www.360docs.net/doc/834985375.html,/sundae_meng 催化化学综述 综述题目:有机催化剂的应用及发展 学院:_ 专业:_ 班级:___ 学号:_ 学生姓名:_ 2013年 6月16日

有机催化剂的应用及发展 前言 在化学反应里能改变其他物质的化学反应速率(既能提高也能降低),而本身的质量和化学性质在化学反应前后都没有发生改变的物质叫催化剂(也叫触媒),在现代有机合成化学及化工中有着举足轻重的地位。现代化学工业产品的85%都是通过催化过程生产的,每种新催化剂的发现及催化工艺的研制成功,都会引起化学工业的重大革新。有机催化剂作为其中非常重要的一种,和我们生活的各个方面都有着联系,其发展历史也是几经波折,最终也取得了不错的成果。有机催化剂主要分为金属有机催化剂和非金属有机催化剂,其在社会生产中具有重要作用。

1.非金属有机催化剂 金属有机催化剂相反,非金属有机催化剂是指具备催化剂基本特征的一类不包含金属离子配位的低分子量有机化合物.此类非金属有机催化剂不同于通常的单纯以质子酸中心起主导作用的有机羧酸类、苯磺酸类有机催化剂,它是通过分子中所含的N,P等富电子中心与反应物通过化学键或范德华力形成活化中间体,同时利用本身的结构因素来控制产物的立体选择性。 1.1、非金属有机催化剂的种类 1、有机胺类:脯氨酸、咪唑啉酮类、金鸡纳碱类、Ⅳ杂环卡宾类、二酮哌嗪类、胍类、脲及硫脲类等; 2 、有机膦类:三烷基膦类、三芳基膦类等; 3 、手性醇类质子催化剂:如TADDOL类催化剂。 非金属有机催化剂和金属有机催化剂以及生物有机催化剂有着非常密切的联系,有的非金属有机催化剂例如叔膦本身又是金属有机催化剂很好的配体,还有些非金属有机催化剂显示出类似于酶的特性和催化机理.大量的研究发现大多数非金属催化剂有较高的催化活性,尤其是应用在不对称合成中,经其催化的反应大都有很好的收率和对映选择性,并且具有毒性低、价格低廉、容易制备、稳定性好、易于高分子固载等一系列优点,所以越来越受到各国化学家的重视。 1.2、非金属有机催化剂的应用 1.2.1.松香酯化催化剂 松香是自然界极其丰富的一种天然树脂 ,分为脂松香、浮油松香和木松香三种 ,松香具有防腐、防潮、绝缘、粘合、乳化、软化等特性 ,广泛应用于食品工业、胶粘剂工业、电子工业、医药和农药等 ,但松香性脆、易氧化、酸值较高、热稳定性差等缺点严重妨碍了它的应用。研究发现可以通过对松香进行化学改性 ,人为地赋予它各种优良性能 ,使其得到更广泛的应用。松香化学反应主要在枞酸型树脂酸分子的两个活性基团——羧基和共扼双键上进行。它的主要反应有:异构、加成、氢化、歧化、聚合、氨解、酯化、还原、成盐反应和氧化反应。松香的氢化和酯化是其中

聚吡咯改性电极在酸性介质中的抑制析氢反应

0013-4651/2014/161(3)E25/5/ $31.00?电化学学会 聚吡咯改性电极在酸性介质中的抑制析氢反应 田英,a,z刘明,a周小辉,a黄丽萍,b,z刘宗明,a和安宝那 a a环境科学与技术重点实验室,辽宁省教育部门,环境与化学工 程学院,大连交通大学,大连116028,中国 b工业生态与环境工程重点实验室,教育部(MOE),环境科学与 技术学院大连理工大学,大连116024,中国 评估聚吡咯改性电极(PPy)和不锈钢基体电极(SS)抑制析氢反应(HER)。 与覆盖了PPy涂层的电极表现出很强的抑制析氢反应相比,电位低于 -0.5V的SS基体表现出强的析氢反应。Ppy改性电极比SS电极有更高的 线性塔菲尔斜率和两个数量级低的电流密度,进一步确认了前者有强烈 的抑制析氢行为。通过循环伏安法、塔菲尔极化和电化学阻抗光谱学进 一步分析表明覆盖厚PPy涂层的改性电极比薄PPy涂层的改性电极更有 利于抑制析氢反应。结果表明PPy电极是电荷转移的屏障和析氢反应的 抑制剂,提供一个有效的方式来增加有用操作电压窗口,提高伴随着析 氢反应竞争的电化学反应中的电流效率。 ?2013电化学学会。[DOI:10.1149/2.032403jes]版权所有。 手稿提交8.19,2013;12.9,2013收到修订后的手稿;12.20,2013出版 导电聚合物作为一个电催化金属微粒的载体是一直是许多电化学反应的主题,包括电催化析氢反应。将金属颗粒加入导电矩阵的目的是分散前者来增加这些材料的比表面积和显著改善电流效率。导电聚合物的粗糙表面和微孔洞结构比金属基体电极提供了更大的有效表面面积。此外,导电聚合物的微孔结构比基体为金属和合金颗粒提供了更好的电化学反应的场所。许多金属(如Pt,Ir,Ru,Fe,Ni和Cu)和金属间化合物合金(如NiMo, NiW 和CdNi4Al)表现出固有的析氢反应催化活性11-17。由于导电聚合物可以产生大的比表面积面积和表面粗糙度,导电聚合物和金属或者合金颗粒被用作复合材料用于析氢反应,金属或者合金颗粒在聚合物表面实现增加析氢反应的电催化活性。然而,并没有研究表明导电聚合物本身是否能够电催化析氢反应18,19。事实上聚吡咯作为复合催化剂层结构的基体已经在析氢阴极区域显示出相关的的绝缘性能。。我们之前观察到的在电解还原Cu(II) 和Cr(VI)反应中还原性PPy抑制水中水解20,21。Otero等同样报道了在铜的电沉积过程中深度还原的PPy抑制氢气释放22。据作者所知,关于这个现象没有其他文献报道。因此,我们尝试扩展PPy改性电极在析氢反应的抑制作用这项研究,这是非常重要的电化学,因为许多电化学过程很大程度取决于

催化剂的历史及其发展趋势

催化剂的历史及其发展趋势 1.催化剂的历史 催化现象由来已久,早在古代,人们就利用酵素酿酒制醋,中世纪炼金术士用硝石催化剂从事硫磺制作硫酸。十三世纪发现硫酸能使乙醇产生乙醚,十八世纪利用氧化氮之所硫酸,即所谓的铅室法[1]。最早记载“催化现象”的资料可以追溯到十六世纪末(1597年)德国的《炼金术》一书,但是当时“催化作用”还没有被作为一个正式的化学概念提出。一直到十九世纪初期,由于催化现象的不断发现,为了要解释众多的催化现象,开始提出了“催化”这一个名词。最早是在1835年,瑞典化学家J.J.Berzelius(1779-1848)在其著名的“二元学说”的基础上,把观察到的零星化学变化归结为是由一种“催化力(catalyticforce)”所引起的,并引入了“催化作用(cataysis)”一词[2]。从此,对于催化作用的研究才广泛的开展起来。 1.1萌芽时期(20世纪以前) 催化剂工业发展史与工业催化过程的开发及演变有密切关系。1740年英国医生J.沃德在伦敦附近建立了一座燃烧硫磺和硝石制硫酸的工厂,接着,1746 年英国J.罗巴克建立了铅室反应器,生产过程中由硝石产生的氧化氮实际上是一种气态的催化剂,这是利用催化技术从事工业规模生产的开端。1831年P.菲利普斯获得二氧化硫在铂上氧化成三氧化硫的英国专利。19世纪60年代,开发了用氯化铜为催化剂使氯化氢进行氧化以制取氯气的迪肯过程。1875年德国人E.雅各布在克罗伊茨纳赫建立了第一座生产发烟硫酸的接触法装置,并制造所需的铂催化剂,这是固体工业催化剂的先驱。铂是第一个工业催化剂,现在铂仍然是许多重要工业催化剂中的催化活性组分。19世纪,催化剂工业的产品品种少,都采用手工作坊的生产方式。由于催化剂在化工生产中的重要作用,自工业催化剂问世以来,其制造方法就被视为秘密。 1.2奠基时期(20世纪初) 在这一时期内,制成了一系列重要的金属催化剂,催化活性成分由金属扩大到氧化物,液体酸催化剂的使用规模扩大。制造者开始利用较为复杂的配方来开发和改善催化剂,并运用高度分散可提高催化活性的原理,设计出有关的制造技术,例如沉淀法、浸渍法、热熔融法、浸取法等,成为现代催化剂工业中的基

立足现实展望未来800记叙文

立足现实展望未来800记叙文 但凡伟大的文明,大都有伟大的梦想。近代以来,强国梦、复兴梦、现代化之梦是中国人孜孜不倦的追求。2019年11月末,在参观《复兴之路》展览时,第一次对“中国梦” 作了阐述,他指出“实现中华民族伟大复兴”是新的“中国梦”。2019年3月17日,对中国梦的又一次全面阐述,号召人们为实现“中国梦”而努力奋斗。 中国梦是历史的、现实的,也是未来的。中国梦是国家的、民族的,是每一个中国人的,更是青年一代的。实现民族复兴的“中国梦”,青少年有义不容辞的责任,我们当代青年不可能置身事外,更不应该将此作为负担。北宋著名理学家张载曾说过:“为天地立心,为生民立命,为往圣继绝学,为万世开太平。”这四句名言历代流行不衰,它涉及社会和民众的精神价值、生活意义、学统传承、政治理想等内容。我们作为一个饱含中国梦的当代青年,应该有如张载这四句名言之气概,积极向上,传递正能量,努力为社会做贡献,为社会重建精神价值,为民众确立生命意义,为前圣继承已绝之学统,为万世开拓太平之基业,促进祖国更加繁荣富强。 2019年5月4日在参加五四青年节团日主题活动中指出:“中国梦是我们的,更是你们青年一代的。中华民族伟大复兴终将在广大青年的接力奋斗中变为现实。青年最富有朝气、最富有梦想,青年兴则国家兴,青年强则国家强。广大青年要坚定理想信念,练就过硬本领,勇于创新创造,矢志艰苦奋斗,锤炼高尚品格,在实现中国梦的

生动实践中放飞青春梦想,在为人民利益的不懈奋斗中书写人生华章。” 我们作为90后的新一代,都是含着金汤匙长大的,老一辈的人从前吃苦吃怕了,因此他们的梦就是希望后人不再吃苦,然而这个想法却导致我们这一代中的很多人丧失了中华民族最根本的所在——吃苦耐劳。孟子中曾说“故天将降大任于是人也,必先苦其心志,劳其筋骨,饿其体肤,空乏其身,行拂乱其所为,所以动心忍性,曾益其所不能。”这不只是书上随便说说的道理,而是我们年轻一辈的人必须学会的一种能力——吃苦耐劳。因为吃苦是一种财富,能够洗涤心灵,懂得自省,懂得珍惜,懂得感恩。为了实现中国梦,我们必须继续发扬艰苦 朴素,吃苦耐劳的精神,不畏苦,不畏难,才能勇攀高峰。 “中国梦”的实现需要我们青年一代刻苦拼搏、努力奋斗,“中国梦”的传承需要青年一代发扬中华民族自强不息的民族精神。如今,民族复兴的重任已落在我们肩上,让我们一起用无悔青春为中国梦的实现奋发努力,让中国梦在神州大地上抒写最绚丽的篇章! 立足现实展望未来800记叙文 [篇2] 昨天,永远属于过去,过去不管成功或失败,也永远属于我自己。现在的我也许还不是一位销售精英,销售额也不是那么高,但是自从我前不久的某一天加入了拉夏,我为我能成为一位称职、能干的拉夏人而感到自豪。 立足现在,我胸有成竹、信心百倍,我坚信我能在我的岗位上发

聚烯烃催化剂的发展现状与趋势

聚烯烃催化剂的发展现状与趋势 摘要:本文评述了自二十世纪五十年代初至今的近五十年时间里聚烯烃催化剂的几个重要发展阶段,讨论了Ziegler-Natta催化剂、无烷基金属化合物催化剂、茂金属催化剂及非茂有机金属催化剂的组成及特性,提出了我国在聚烯烃催化剂开发方面的对策。 关键词:Ziegler-Natta催化剂;茂金属催化剂;非茂催化剂;聚烯烃;对策 聚烯烃工业的发展是一个国家石化工业发展的重要标志,九十年代以来,世界聚烯烃生产能力大幅度增长,世界市场面临着供大于求的形势,在这种情况下,只有加大技术开发力度,掌握和采用先进技术,才能降低成本,提高产品附加值和市场竞争力。众所周知,聚烯烃技术的关键在于催化剂,聚烯烃树脂性能的改进与聚烯烃催化剂的开发有着极为密切的关系。所以研究和总结聚烯烃催化剂的发展历程对制定我国在聚烯烃工业中的中、长期战略目标具有十分重要的意义。 在各种聚烯烃催化剂中,目前使用最广泛的仍是齐格勒-纳塔(Ziegler-Natta)催化剂,它自五十年代问世以来,经过各国共同开发研究,经历了由第一代至第四代的发展,催化性能不断提高,推动了聚烯烃工业的迅猛发展,生产规模的不断扩大及高性能聚烯烃树脂(如高等规聚丙烯)的合成均可归因于齐格勒-纳塔催化剂的成熟与发展。目前对这类催化剂的研究和开发工作主要集中在高活性和高度立体定向催化剂的研制上。 1976年德国汉堡大学的Kaminsky教授偶然发现向Cp2ZrCl2 /三甲基铝(TMA)体系中加入少量水,催化剂活性会明显增大,后来对产生这一现象的原因进行了深入研究,结果发现,少量水的引入使TMA变成了甲基铝氧烷(MAO),由此揭开了烯烃聚合催化剂又一个新的篇章。茂金属催化剂由于具有理想的单活性中心,通过变换其配位基团又可以改变活性中心的电负性和空间环境,从而能精密地控制分子量、分子量分布、共聚单体含量和在主链上的分布及结晶构造。因而茂金属催化剂在聚合物品种的开发上显示出了明显的优势,用齐格勒-纳塔催化剂很难实现的聚烯烃树脂的功能化在茂金属催化剂作用下则很快得到了解决。正是由于茂金属聚烯烃所具备的优异性能,才使得茂金属催化剂自八十年代中期逐步成

总结过去展望未来成语

总结过去展望未来成语 人生最幸福是有未来可以让我们期待,让我们幻想。下面小编为大家带来总结过去展望未来成语,供大家参考! 解释:驰:奔驰。心神奔向所向往的事物。形容一心向往。 出处:《隋书·史祥传》:“身在边隅,情驰魏阙。” 解释:继:继承;开:开辟。继承前人的事业,开辟未来的道路。 出处:宋·朱熹《朱子全书·周子书》:“所以继往圣,开来学,而大有功于斯世也。” 解释:对未来的美好期待与向往。 出处:《说文》憧,意不定也。从心,童声。 解释:踌躇:从容自得的样子。满:满足。志:心意。从容自得,心意满足。形容对自己的现状或取得的成就非常得意。 出处:庄周《庄子·养生主》:“提刀而立,为之四顾,为之踌躇满志,善刀而藏之。” 一、回首过去,我们思绪纷飞,感慨万千;立足今日,我们胸有成竹,信心百倍;展望未来,我们引吭高歌,一路欢笑。 二、我们现在应该做的是做的好的地方,反省做的不

好的地方,然后以最佳的状态投入到新的学习中去,想想古往今来的伟人,谁不是经历过无数的磨难,谁不是历尽千辛万苦,谁不是在一次一次的跌倒之后又顽强不屈地站起来,所以,作为中学生的我们更应该坚强地站起来,跌倒并不可怕,可怕的是一蹶不起,我们要有信心,要有坚韧不拔的毅力,努力拼搏,展望属于我们的未来。 三、我们现在应该做的是总结做的好的地方,反省做的不好的地方,然后以最佳的状态投入到新的学习中去,想想古往今来的伟人,谁不是经历过无数的磨难,谁不是历尽千辛万苦,谁不是在一次一次的跌倒之后又顽强不屈地站起来,所以,作为中学生的我们更应该坚强地站起来,跌倒并不可怕,可怕的是一蹶不起,我们要有信心,要有坚韧不拔的毅力,努力拼搏,展望属于我们的未来。 四、回首过去,我们思绪纷飞,感慨万千;立足今日,我们胸有成竹,信心百倍;展望未来,我们引吭高歌,一路欢笑。 五、其实很简单,就像放风筝,把握住手中的那根线,然后放飞它,放飞自己的梦想,就算线断了,也不用奇怪,因为那没什么,每一个阶段都有一个奋斗的目标,就算是失败了也没有什么,捡起梦想的风筝,继续放飞,相信自己总有一天,会越飞越高,越飞越远,最后到达自己梦想的天堂。 六、回首昨天,我们问心无愧,尽管太多的苦涩融进

立足本职.展望未来

立足本职,展望未来 -----质量专员2011年工作成果及2012工作计划----陈诗意翻开工作笔记,这些日子的工作经历一一再现、百感交集! 时间和工作事实再一次论证了我人生的格言:认认真真做事,踏踏实实做人!今年3月进入公司以来,在公司领导关心和鼓励下,同事的热心帮助下经过自己的刻苦努力,时至今日,熟练的掌握了:起动器(圆壳QBZ系列、方壳QJZ)、照明综保、煤电钻综保(ZBZ系列)、风机双电源(圆壳及方壳)、风机组合式四回路(圆壳及方壳)馈电开关(圆壳KBZ9系列、方壳KBZ系列)、软起动(QJR)、移动变电站低压保护箱(BXB7)产品的工作原理、各项性能指标、品质要求、生产工艺标准和检验规程。并在产品品质管理,控制等工作中取得以下成果: 1)三月中旬在品管部圆壳办公区实施6S管理且取的不错的成效并持之以恒,被生产部总装车间当作“6S示范区域”; 2)工作中通过言传身教对圆壳总装一线员工进行品质教育培训和质量宣传。使其质量意识和作业技能得到明显的提高,掌握了全面质量管理基 本知识,并且养成了严格按照工艺要求、严格按质量标准进行生产且都 能做到到自检互检; 3)四月份解决了圆壳产品铭牌装订不规范(装订歪斜,孔脚钉破等); 4)四月份解决了圆壳焊接不良(脚架折弯处漏焊、脚架焊接不平行、连通节有孔、连通节焊接过低等); 5)四月份杜绝了QBZ系列喇叭口螺丝及接地螺丝松; 6)四月份杜绝了QBZ系列、双电源、四回路接线腔接地螺杆长短不一; 7)五月份有效控制了圆壳防爆面合格率低(使防爆面损伤、划伤、碰伤、

车刀纹路过深、没有磷化等得到了合理控制); 8)五月份解决了圆壳产品标识喷漆模糊、歪斜、CNC位置偏移过大; 9)五月份解决了QBZ-200手柄拨叉滑落(固定支架焊接偏移所至); 10)六月份QBZ-200N交流接触器输出端连接铜排下料过长与其电源整流管相碰从而导致工频耐压击穿; 11)六月份成功杜绝了KBZ9系列观察窗焊接过高(没有严格按图纸设计焊接加工所至); 12)六月份解决了KBZ9按钮杆与按钮偏差大(按钮搞定过高所至); 13)六月份解决了圆壳产品喷塑合格率低(塑粉厚薄不一导致颜色深浅不一); (七月份至九月份由于本部门人员调配由我一个人负责圆壳出差检验工作)14)七月份解决了ZBZ系列本体固定轨道焊接偏差大导致按钮不同轴及行程过大; 15)七月份解决了QBZ -60本体固定轨道焊接偏差大导致按钮和换向开关不同轴且无法固定; 16)七月份前解决了接线柱和结缘胶木来料有气孔导致工频耐用击穿,(特别是1140V---占不合格比例5%); 17)七月份协助相关同事解决了圆壳起动器本体走线工艺(杜绝了压线、走线不规则、走线遮挡按钮等); 18)七月份解决了ZBZ系列熔断器松动; 19)七月份杜绝了QBZ-60焊接有焊缝; 20)七月份解决了QBZ—2X80SF接线腔接地螺杆焊接过低(与主回路输出端电气间隙过低);

催化剂发展历程

催化剂的发展历程 班级:化工091 姓名:程朝阳 学号:21号

摘要 催化剂又叫触媒。根据国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC)于1981年提出的定义,催化剂是一种物质,它能够改变反应的速率而不改变该反应的标准Gibbs自由焓变化。这种作用称为催化作用。涉及催化剂的反应为催化反应。催化剂有正催化剂和负催化剂两类。正催化剂能使化学反应速度加快几百倍、几千倍,甚至几百万倍。使化学反应减慢的催化剂,刚做“负催化剂”。例如,在食用油脂里加入0.01~0.02%没食子酸正丙脂,可以有效地防止酸败。没食子酸正丙脂就是一种负催化剂。 今天化学工业中,催化剂种类已达100万种,有金属、氧化物、酸、碱、盐等,真是琳琅满目,层出不穷。它们在炼油、塑料、合成氨、合成橡胶、合成纤维等工业部门的许多物质转化过程中,大显神威、施晨奇才,简直到了“点石成金”、出神入化的地步,创造出一个又一个奇迹。据统计,在化学工业中约有百分之八十五的化学反应离不开催化剂。可以这样说,没有催化剂,就没有现代的化学工业。 催化剂是化学中的魔术师,是化学工业中一员主将。 关键字:催化剂、催化功能、载体、活性组分等

萌芽时期(20世纪以前) 催化剂工业发展史与工业催化过程的开发及演变有密切关系。1740年英国医生J.沃德在伦敦附近建立了一座燃烧硫磺和硝石制硫酸的工厂,接着,1746年英国J.罗巴克建立了铅室反应器,生产过程中由硝石产生的氧化氮实际上是一种气态的催化剂,这是利用催化技术从事工业规模生产的开端。1831年P.菲利普斯获得二氧化硫在铂上氧化成三氧化硫的英国专利。19世纪60年代,开发了用氯化铜为催化剂使氯化氢进行氧化以制取氯气的迪肯过程。1875年德国人E.雅各布在克罗伊茨纳赫建立了第一座生产发烟硫酸的接触法装置,并制造所需的铂催化剂,这是固体工业催化剂的先驱。铂是第一个工业催化剂,现在铂仍然是许多重要工业催化剂中的催化活性组分。19世纪,催化剂工业的产品品种少,都采用手工作坊的生产方式。由于催化剂在化工生产中的重要作用,自工业催化剂问世以来,其制造方法就被视为秘密。 在这一时期内,制成了一系列重要的金属催化剂,催化活性成分由金属扩大到氧化物,液体酸催化剂的使用规模扩大。制造者开始利用较为复杂的配方来开发和改善催化剂,并运用高度分散可提高催化活性的原理,设计出有关的制造技术,例如沉淀法、浸渍法、热熔融法、浸取法等,成为现代催化剂工业中的基础技术。催化剂载体的作用及其选择也受到重视,选用的载体包括硅藻土、浮石、硅胶、氧化铝等。为了适应于大型固定床反应器的要求,在生产工艺中出现了成型技术,已有条状和锭状催化剂投入使用。这一时期已有较大的生产规模,但品种较为单一,除自产自用外,某些广泛使用的催化剂已作为商品进入市场。同时,工业实践的发展推动了催化理论的进展。1925年H.S.泰勒提出活性中心理论,这对以后制造技术的发展起了重要作用。 金属催化剂 20世纪初,在英国和德国建立了以镍为催化剂的油脂加氢制取硬化油的工厂,1913年,德国巴登苯胺纯碱公司用磁铁矿为原料,经热熔法并加入助剂以生产铁系氨合成催化剂。1923年F.费歇尔以钴为催化剂,从一氧化碳加氢制烃取得成功。1925年,美国M.雷尼获得制造骨架镍催化剂的专利并投入生产. 这是一种从Ni-Si合金用碱浸去硅而得的骨架镍。1926年,法本公司用铁、锡、钼等金属为催化剂,从煤和焦油经高压加氢液化生产液体燃料,这种方法称柏吉斯法。该阶段奠定了制造金属催化剂的基础技术,包括过渡金属氧化物、盐类的还原技术和合金的部分萃取技术等,催化剂的材质也从铂扩大到铁、钴、镍等较便宜的金属。 氧化物催化剂 鉴于19世纪开发的二氧化硫氧化用的铂催化剂易被原料气中的砷所毒化,出现了两种催化剂配合使用的工艺。德国曼海姆装置中第一段采用活性较低的氧化铁为催化剂,剩余的二氧化硫再用铂催化剂进行第二段转化。这一阶段,开发了抗毒能力高的负载型钒氧化物催化剂,并于1913年在德国巴登苯胺纯碱公司用于新型接触法硫酸厂,其寿命可达几年至十年之久。20年代以后,钒氧化物催化剂迅速取代原有的铂催化剂,并成为大宗的商品催化剂。制硫酸催化剂的这一变革,为氧化物催化剂开辟了广阔前景。 液态催化剂 1919年美国新泽西标准油公司开发以硫酸为催化剂从丙烯水合制异丙醇的

沸石分子筛催化剂的发展现状

沸石分子筛催化剂的发展现状 姓名: 班级: 学号:

沸石分子筛催化剂的发展现状 摘要:从工业催化的角度思考和表述了沸石分子筛催化剂合成、催化及应用,综述了国内外相关的最新研究进展,探讨了分子筛催化剂未来的发展方向。旨在引发人们对分子筛催化未来向经济、可控、高效催化、绿色环保和新应用等方面发展的思考与探索。 关键词:沸石分子筛催化剂、工业应用、未来发展 在我国的经济发展,工业是国民经济的重要组成部分,化学工业中80% 以上的过程涉及催化技术,尤其对于炼油与石化工业,催化剂更是不可或缺,其中分子筛催化剂未来的发展方向又深切关系着工业的发展。目前,分子筛催化剂在炼油与化工工业得到了研究与应用,如催化裂化、加氢裂化、带支链芳烃的烷基化、异构脱蜡以及轻烯烃聚合等。国内外已开发出一批有发展前景的高功能化、多功能化、精密化的分子筛催化剂材料。分子筛催化剂的合成方法主要有:①水热晶化法;②非水体系合成法;③干胶转换法;④无溶剂干粉体系合成法;⑤微波辐射合成法;⑥蒸汽相体系合成法;⑦多级孔道沸石分子筛的合成;⑧化学后处理法;⑨硬模板法;⑩软模板法[1]。 而沸石分子筛是其中重要一员。沸石分子筛的工业催化应用始于上世纪60 年代,Mobil 公司首先发现并采用八面沸石替代无定形硅铝催化剂, 应用于炼油中催化裂化(FCC) 过程, 大大提高了汽油产量以及原油利用率。目前,仅作为FCC催化剂一项,沸石分子筛催化剂的销售额就占全球催化剂的18.5%。沸石分子筛具有确定的孔体系,大的晶内比表面积和与硫酸或氯化铝相当的酸性,同时具有分子筛分或择形作用以及可改性或易掺杂等优点,它们对许多工业催化反应有高效促进作用。在各种酸性催化剂高性能中,反应了它的催化潜力。此外,还有其他类型的高效分子筛催化剂。 1、沸石分子筛结构 沸石分子筛是一族结晶性硅铝酸盐的总称。沸石最基本的结构是由(SiO4)四面体和(AlO4)四面体。相邻的四面体由氧桥连结成环,环有大有小,按成环的氧原子数划分,有四元氧环,五元氧环,六元氧环,八元氧环,十元氧环和十二元氧环;环是分子筛的通道孔口,对通过的分子筛起筛分作用。氧环通过氧桥相互

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