第四章催化剂的选择、设计和制备..
第四章 催化剂
一种催化剂只能选择性地加速某一或某些特定的化学反应， 意即同一催化剂对于不同的反应具有不同的催化活性，称 催化剂选择性。利用催化剂对反应的选择性来控制原料的 化学转变方向，在化学工业中有重要意义。 在可逆反应中，对于正、逆反应的速度，催化剂是以同样 的倍率产生影响的。所以催化剂虽然能加速化学反应， 但它不能改变化学平衡常数，只能影响反应向平衡状态推 进的速度。例如铂、钯催化剂可使苯加氢转变为环己烷， 但在有利于脱氢反应的热力学条件下，它们亦可使环己烷 脱氢成苯。
Ⅱ、线缺陷（一维缺陷）——位错
指晶体中某处有一列原子发生有规 律的错排现象称为位错（dislocation）。
分类
刃型位错（Edge Dislocation） 螺旋位错（Screw Dislocation）
Ⅲ、面缺陷（二维缺陷）——晶 界和亚晶界
面缺陷（ Planar Defect ）又称为二 维缺陷，是指在二维方向上偏离理想晶体 中的周期性、规则性排列而产生的缺陷， 即缺陷尺寸在二维方向上延伸，在第三维 方向上很小。金属晶体中的面缺陷主要有 晶界和亚晶界。
②原子个数比表示法
3.
性能参数 ①比表面积（用BET公式测定）；
②密度； ③孔结构参数（孔隙率、比孔容、平均孔径）； ④机械强度 ⑤气体流通性－－压力降
4.
催化剂作用的基本原理
催化反应过程，尤其是多相催化反应，是一个 复杂的过程，包括了扩散、吸附、表面反应、 脱附、再扩散等步骤。每一步骤又分别涉及到 物理、化学、量子化学、反应工程等基本原理。
5. 几种常用的催化剂载体
① 氧化铝 作为催化剂载体的多用多孔性氧化铝，它 有8种晶型，作为催化剂和载体使用的是γ和η型氧化 铝。
制法：水合氧化铝加热失水；用铝酸钠和硫酸铝中和， 再烧制。 催化活性中心形成：①氧化铝在焙烧中残留有羟基，失 水形成路易斯碱中心；②表面原子的丢失形成空缺或晶 体中的缺陷；③制备过程中带入的微量杂质。
化学反应中的催化剂选择与设计
化学反应中的催化剂选择与设计催化剂是化学反应中起着重要作用的物质，它能够加速反应速率、降低活化能，从而提高反应的效率和选择性。
合理选择和设计催化剂对于许多化学工业过程和实验室研究都至关重要。
本文将探讨催化剂选择和设计的一些关键因素，以及相关应用案例。
一、催化剂的选择在选择催化剂时，需要考虑以下几个因素：1. 反应类型和反应条件：不同的反应类型和反应条件对催化剂的要求是不同的。
例如，氧化反应通常需要选择具有氧化性能的催化剂，而加氢反应则需要选择具有还原性能的催化剂。
此外，反应中的温度、压力和溶剂等因素也会对催化剂的选择产生影响。
2. 反应速率和选择性：催化剂应当能够加速反应速率，从而提高反应效率。
同时，催化剂的选择还应考虑到反应的选择性，即产物的选择程度。
有些反应需要高选择性的催化剂，以避免不必要的副反应产物。
3. 催化剂的稳定性和寿命：催化剂在反应过程中可能会受到一些不可逆的变化，例如失活、中毒等。
选择稳定性较高的催化剂可以延长其使用寿命，减少更换催化剂的频率。
二、催化剂的设计除了选择合适的催化剂外，有时也需要对催化剂进行设计以满足特定需求。
下面介绍两种常见的催化剂设计方法。
1. 有序合金催化剂设计：有序合金是一种具有高度有序结构的催化剂材料。
通过设计合金的组成和结构，可以调节催化剂的性能。
例如，控制合金中的成分比例和结晶状态可以改变催化剂的表面活性位点，从而调节催化剂的反应活性和选择性。
2. 基于表面修饰的催化剂设计：催化剂的表面性质对其催化性能起着至关重要的作用。
通过在催化剂表面上引入特定的修饰物，可以改变催化剂与反应物的相互作用，进而调节反应的速率和选择性。
例如，在金属催化剂表面上引入单原子合金或者氧化物纳米颗粒，可以提高催化剂的活性和稳定性。
三、催化剂应用案例1. 催化剂在汽车尾气处理中的应用：在汽车尾气中，含有大量有害气体，如一氧化碳、氮氧化物和挥发性有机物等。
通过使用合适的催化剂，可以将这些有害气体转化为无害的物质，从而减少对环境的污染。
第4章各类催化剂及催化作用
有机无机固体复合碱——强度均一，活性组分不会
流失，但热稳定性同样较差，不能应用于 高温反应，
（如负载有机胺合剂胺碱的分子筛）
无机固体碱——碱强度范围可调，热稳定性好—重要 （如金属氧化物、水合滑石类阴离子粘土
或负载类固体碱等）
制备：将KNO3负载在分子筛上，在873K下活化即可。
三. 酸、碱中心的形成与结构
(b) 影响酸、碱位产生的因素： （1）二元复合物的组成 （2）二元复合物的制备方法 （3）预处理温度 典型的二元复合氧化物——SiO2 、Al2O3、TiO2系列 SiO2 系列 —— SiO2-Al2O3研究最深入最广泛。 ——SiO2-TiO2研究很多的强酸性固体催化剂 Al2O3系列——MOO3- Al2O3应用较广（加氢脱硫、脱氮 催化剂就是用CO、Ni对其改性成二元硫 化物得到的。 TiO2系列——最近的研究在增加
用TPD法研究阳离子交换分子筛的吸附性能结果
有两个峰
1) 426K时 对应弱酸位
2）723K时 对应强酸位
固体酸的强度：
给出质子（B酸强度） 或接受电子对 的能力L酸强度） 酸量/度： 单位重量或单位表面积上酸位的毫摩尔数
（mmol/wt or m2），酸量即酸度，指酸的浓度。
[2]、固体碱性质的描述 固体碱强度： 表面给出电子对（给固体酸）或表面吸附 的酸转化为共轭碱的能力。
[1] 金属氧化物
a.单组分碱金属氧化物作为碱催化剂，已知的仅有Rb2O /氧化铷—催化丁烯异构化。（高温处理后活性很高） b.碱土金属氧化物中做固体碱催化剂的有MgO、CaO、SrO （氧化锶—由氢氧化物或碳酸盐热分解得到） 它们碱性和给电子性都很强。（例如：它们可以在其 表面吸附电中性分子而形成阴性自由基） 这种给予电子的部位（L碱）不同于一般碱位（B碱）
有机化学中的催化剂选择与应用
有机化学中的催化剂选择与应用催化剂是有机合成中不可或缺的重要工具，能够加速化学反应速度，提高产率和选择性。
催化剂的选择与应用对于有机合成的成功至关重要。
本文将探讨有机化学中催化剂的选择原则以及常见催化剂的应用。
一、催化剂的选择原则选择合适的催化剂可以显著提高有机合成的效率和产率。
催化剂的选择应考虑以下几个重要因素：1. 反应类型：催化剂的选择应与目标反应类型相匹配。
例如，若反应是氧化还原反应，则应选择具有氧化还原性质的催化剂。
2. 催化剂性质：催化剂应具有高活性和选择性。
活性是指催化剂能够有效地催化反应；选择性是指催化剂能够选择性地促使目标产物生成。
3. 底物适应性：催化剂应与底物具有良好的相容性，能够在适当的条件下催化底物转化为产物。
4. 催化过程理解：催化剂的选择还应考虑催化反应的机理和过程。
对催化剂的性质和反应机制的理解，有助于更好地选择合适的催化剂。
二、常见催化剂及其应用1. 金属催化剂：金属催化剂在有机合成中具有广泛的应用。
常见的金属催化剂包括钯（Pd）、铑（Rh）、钌（Ru）等。
钯催化的Suzuki偶联反应和铌催化的环状酮催化反应是有机合成中常用的反应。
2. 酸性催化剂：酸性催化剂能够催化酸碱中和反应、酯化反应和羟基保护反应等。
例如，硫酸和磷酸等强酸催化剂常用于酯化反应和酸碱中和反应。
3. 碱性催化剂：碱性催化剂广泛应用于醚化反应和醇醚交换反应等。
乙醇钠和氢氧化钠等碱性催化剂在有机合成中被广泛使用。
4. 光催化剂：光催化剂利用可见光或紫外光激发电子跃迁，从而催化光化学反应。
光催化剂在有机合成中具有广泛的应用，如光催化醇醚化反应和有机污染物降解等。
5. 酶催化剂：酶是一类具有高催化活性和高选择性的生物催化剂。
酶催化剂在有机合成中被广泛应用，如酶催化的酯水解和酶催化的不对称合成等。
三、催化剂选择与可持续发展在催化剂的选择与应用中应关注可持续发展的原则。
可持续发展要求催化剂具有高效性、经济性和环境友好性。
工业催化剂的设计和制备
工业催化剂的设计和制备随着现代工业的发展，越来越多的化学反应需要催化剂的参与。
催化剂的作用是降低反应活化能，提高反应速率，从而使反应更加高效和经济。
因此，正确的催化剂的选择和设计，对于工业生产的质量和效率具有重要的影响。
本文将重点阐述工业催化剂的设计和制备的方法和技术。
一、催化剂的分类和应用催化剂广泛应用于化学、石油、煤化工、环境保护等领域。
按照性质分类，催化剂主要可分为酸性催化剂、碱性催化剂和氧化还原催化剂。
按照形态分为固定床催化剂、流态化催化剂和替代性催化剂等。
酸性催化剂一般用于裂解、酯交换、酰基化等有机合成反应中。
碱性催化剂则主要用于酯化、酰胺化、烷基化等反应，而氧化还原催化剂则适用于氧化、还原、脱氢、羰基化等反应。
固定床催化剂在工业生产中广泛应用。
例如，用于合成苯乙烯的催化剂是以氯化铝为主，将其催化合成苯乙烯。
对于氧化剂来说，固定床催化剂也应用得很多。
以铵金属盐为主，用于制备硝酸和氰化物等化合物。
二、催化剂的设计原则催化剂设计是一个复杂的过程，需要考虑许多方面的因素。
催化剂设计的原则主要有以下几点:1.选择适当的活性成分活性组分是催化剂的核心，应该根据反应物质的性质和反应类型的特点来选择适当的活性成分。
常见的活性成分包括钯、铂、铜、镍、铁、钼等，其中钯和铂是常见的氧化还原催化剂的活性成分，铜则是一种催化裂化反应的优良催化剂。
2.确定适当的载体材料催化剂的载体材料主要是支持活性组分在反应条件下保持稳定性。
选取的载体材料应具有良好的耐热性、机械强度和尺寸适应性等性质。
常见的载体材料包括氧化硅、氧化铝、氧化锆、活性炭和小分子有机化合物等。
3.优化催化剂结构催化剂的结构对其催化性能有着重要的影响。
优化催化剂结构可通过改变催化剂的形貌、晶体结构和孔道大小来实现。
例如，在合成铂催化剂时，通过改变碳^ 模板的大小和形状，可以制备具有不同孔径和形状的铂纳米催化剂。
三、催化剂的制备技术催化剂的制备技术对催化剂性能有着至关重要的影响。
催化剂的设计和开发
催化剂的设计和开发催化剂在许多化学反应中起着重要的作用，它们能够增加反应速率、提高产率，并通过协同作用促使反应更有效地进行。
催化剂的设计和开发是化学领域中非常重要的工作之一。
本文将讨论催化剂的设计和开发，并探讨一些常用的催化剂及其应用。
§1 催化剂的定义及作用催化剂是某些化学反应中用来改变反应速率、产率或选择性的物质，它本身不参与反应，也不会被消耗。
催化剂在化学反应中扮演着重要的角色，可以使反应更加高效，从而减小反应条件的要求，如温度、压力等。
催化剂的作用是通过降低化学反应的活化能，使反应更容易发生。
这种作用可以比喻成一个“牵引器”，可以把化学反应的“车”拉上去，进入合适的位置。
例如，铂催化剂可以加速乙烯氢化反应，将乙烯转化为乙烷，从而提高产率。
§2 催化剂的设计和开发催化剂的设计和开发是一个复杂的过程，需要考虑多个因素，如反应条件、目的、催化剂的选择等。
首先，设计催化剂需要考虑反应条件。
不同的反应条件需要不同的催化剂。
例如，在较低的温度下进行的反应需要高效的催化剂，而在高温下的反应则需要能够承受高温和压力的稳定催化剂。
其次，催化剂的设计还需要考虑目的。
催化剂的目的可以是提高反应速率、提高产率、改善选择性等。
例如，燃料电池所使用的催化剂需要能够催化水分子的氧化还原反应，同时保证反应的高效率和稳定性。
第三，催化剂的选择也是催化剂设计和开发的重要环节。
选择合适的催化剂可以提高反应速率和反应选择性。
通常，催化剂可以选择金属、金属氧化物、金属氧化物复合体、酸碱性催化剂、酵素催化剂等。
§3 催化剂的应用催化剂在许多领域中都有应用，如化学工业、环境保护、能源等。
下面将介绍几种常见的催化剂及其应用。
1. 贵金属催化剂贵金属催化剂广泛应用于许多化学反应中，如炼油、汽车尾气处理、有机合成等。
例如，铂催化剂可以将一氧化碳、氮氧化物等有害气体转化为无害气体，从而保护环境。
2. 氮化硅催化剂氮化硅催化剂具有高接触面积、高化学惯性、高稳定性等特点，在炼油、环保治理、新能源等领域有广泛的应用。
化学催化反应的催化剂选择和催化剂设计
化学催化反应的催化剂选择和催化剂设计化学催化反应是一种通过添加催化剂来提高反应速率和选择性的方法。
催化剂在催化反应中发挥关键作用，因此催化剂的选择和设计对于反应的效率和产物选择具有重要影响。
本文将探讨化学催化反应中催化剂的选择和设计的相关因素。
一、催化剂的选择选择合适的催化剂是化学催化反应成功进行的关键。
催化剂的选择应考虑以下因素：1.1 反应类型不同的反应类型需要不同类型的催化剂。
例如，氧化反应通常需要金属氧化物作为催化剂，而加氢反应则需要贵金属如铂或钯作为催化剂。
因此，催化剂的选择需要根据具体的反应类型进行分析和判断。
1.2 反应条件反应条件如温度、压力和溶剂等也会对催化剂的选择产生影响。
不同的催化剂对反应条件的要求不同，因此在考虑催化剂种类时，需要结合反应条件进行综合考虑。
1.3 反应机理催化剂的选择还应考虑反应机理。
了解反应机理可以帮助我们理解催化剂如何影响反应速率和产物选择性。
根据反应机理选择催化剂可以提高催化反应的效果。
二、催化剂的设计除了选择合适的催化剂，设计新型的催化剂也是化学催化反应的研究重点。
以下是一些常用的催化剂设计策略：2.1 金属纳米颗粒金属纳米颗粒催化剂在催化反应中表现出优异的催化性能。
通过控制金属纳米颗粒的大小、形状和晶格结构等参数，可以调控催化剂的催化活性和选择性。
同时，配合其他辅助物质如载体材料，可以进一步提高催化剂的性能。
2.2 合金催化剂合金催化剂由两种或多种金属组成，可以在催化反应中展现出协同效应。
合金催化剂相较于单一金属催化剂具有更高的催化性能，这是由于不同金属之间的相互作用增强了催化剂的催化能力。
2.3 手性催化剂手性催化剂在不对称合成中具有重要应用。
手性催化剂能够引导反应生成具有特定手性的产物，对于药物合成和生物活性分子的制备非常重要。
因此，设计和合成高效的手性催化剂是有价值的研究方向。
2.4 多相催化剂多相催化剂是一种将气相或液相反应转化为可观察的固相反应的催化剂。
催化剂的制备方法 PPT
第一节 沉淀法
二、各类沉淀法
（三）均匀沉淀法 均匀沉淀法：先将带沉淀的金属盐溶液与沉淀剂母体充分混合， 预先造成十分均匀的体系，然后调节温度和pH值，或在体系中 逐渐生成沉淀剂等方式，创造形成沉淀的条件，使沉淀缓慢的形 成，以制得颗粒十分均匀且比较纯净的的沉淀。
第一节 沉淀法
三、沉淀操作的原理与技术要点
（一）金属盐和沉淀剂的选择 1、盐的选择
首选硝酸盐；原因：硝酸盐的大多溶解于水，并可方便地由其 对应的金属、氧化物、氢氧化物、碳酸盐等与硝酸反应制备。 2、沉淀剂： ①NH3•H2O、(NH4)2CO3等，因为它们在沉淀后的洗涤和热处理时易 于除去而不留残留； ②若用KOH、NaOH，要考虑Na+、K+的残留，且KOH较昂贵； ③NaOH、Na2CO3也是较好的选择，特别是Na2CO3，不但价格低廉， 而却常易于形成晶体沉淀，易于洗净。
对于晶形沉淀，沉淀应在较热的溶液中进行，这样可使沉淀的 溶解度略有增加，过饱和度相对降低，有利于晶体成长增大。同 时，温度越高，吸附的杂志越少。对与非晶形沉淀，在较热的溶 液中沉淀也可以使离子的水合程度较小，获得比较紧密凝聚的沉 淀，防止胶体溶液的形成。
第一节 沉淀法
三、沉淀操作的原理与技术
（二）沉淀形成的影响因素 3、pH值 由于沉淀用碱作为沉淀剂，因此沉淀物的生成在相当程度上
第一节 沉淀法
三、沉淀操作的原理与技术
（一）金属盐和沉淀剂的选择 2、沉淀剂 选择原则： ①尽可能使用易于溶解易分解的沉淀剂。
NH4OH、 （NH4 ）2 CO3 、草酸铵、尿素等，在沉淀反应完成后， 经洗涤、干燥、焙烧，大多可以除去，为制备纯度高的催化剂创 造了条件。
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4.1 催化剂的选择分类 4.2 催化剂设计步骤 4.3 催化剂的一般制备方法
基本要求：掌握催化剂的组分筛选、熟悉催 化剂设计的一般步骤。熟悉催化剂的制备过 程；
4.1 催化剂的选择分类
•4.1.2 催化剂研发的目的
不断改进现有催化剂的性能
利用现有廉价原料合成化工产品 为化工新产品和环境友好工艺的开发
镍/氧化铝-----重整催化剂—将甲烷或石脑油重整制合成气
Al2O3+铝酸钙水泥+石墨+水 成型16*16*6mm
预处理：120oC干燥、 1400oC焙烧,得载体
熔融浸渍硝酸镍10-20%
干燥、活化焙烧分解
熔融浸渍硝酸镍10-20% 干燥、活化焙烧分解 负载型镍催化剂
4.3.3 热熔融法
合成氨催化剂是采用热熔融法(melting)制成。将磁
分散性和均匀性较低
湿混法
固体磷酸催化剂（促进烯烃聚合、异构化、 水合、烯烃烷基化、醇类脱水）
100份 硅藻土 300份 正磷酸 石磨 30份
磷酸负载于 硅藻土
混合
烘 干
成型、焙烧
固体 磷酸
干混法
锌锰系脱硫催化剂（合成氨厂的原料气净化， 脱除其中含有的有机硫化物）
氧化镁
锌-锰-镁 脱硫催化剂
碳酸锌
二氧化锰
机混
350 oC分解 碳酸锌
焙 烧
喷球
焙烧
脱硫 催化剂
4.3.5 离子交换法
利用离子交换作为其主要制备工序的催化剂制备方
法
利用离子交换的手段把活性组分以阳离子的形式交
换吸附到载体上
适用于低含量，高利用率的贵金属催化剂 用于活性组分高分散，均匀分布大表面的负载型金 属催化剂
分子筛上的离子交换
铂/氧化铝-----重整催化剂—将汽油中直链烃芳构化
载体（99.9%Al2O3） 成型1/6*1/6英寸
预处理：比表面250m2/g, 0.56ml/g 540oC活化、冷却、浸渍铂氯酸0.2-0.6%
120oC 干燥 590oC活化焙烧分解
负载型重整催化剂
高温活化还原
浸渍法（多次浸渍）实例
增多，晶粒会变小）
温度
低温有利于晶核形成，不利于长大，高温时
有利于增大，吸附杂质也少
pH值
在不同pH值下，沉淀会先后生成
加料顺序和搅拌强度
加料方式不同，沉淀性质有差异
（4）沉淀的陈化和洗涤
晶型沉淀陈化有助于获得颗粒均匀的晶体（吸 附杂质较少）
非晶型沉淀一般应立即过滤(防止进一步凝聚包 裹杂质）
（a)过量浸渍法
将载体浸入过量的浸渍溶液中（浸渍液体超 过可吸收体积），待吸附平衡后，沥去过剩 溶液，干燥，活化后再得催化剂成品。
(b)等体积浸渍法
将载体与正好可吸附量的浸渍溶液相混合， 浸渍溶液刚好浸渍载体颗粒而无过剩。
预先测定浸渍溶液的体积 多活性物质的浸渍
浸渍时间
(c)多次浸渍法
（２）比较各步骤的相对速度，决定其控制步骤
有针对性地考虑所需催化剂。对于多功能催化反
应，至少要有两种以上活性组分，缺一不可。因
为所经历的反应机理中涉及到两种以上活性中心
来加速催化反应。这样可初步确定催化剂的活性
组分。
（３）催化剂功能强度的调节
工业催化剂与实验室催化剂异同： 1. 应用基础研究催化剂是工业催化剂基础. 2. 工业催化剂不等同小试研究催化剂. 主要差别: 1. 工业催化剂要适应化学工程特点 2. 工业催化剂要适应化学工程反应条件
（1）现有催化剂的改进
（a）提高催化剂的活性、选择性和延长寿命， 以便提高生产能力和产品质量； （b）降低催化剂制造成本，改进催化剂使用条 件。
举例
（1）30万吨合成氨催化剂催化剂活性提高1%每年可增产3000吨 氨。 （2）45万吨乙烯装置乙炔加氢催化剂选择性提高0.5%，每年可 增产乙烯2250吨 （3）丙烯氨氧化催化剂：生产每吨丙烯腈丙烯消耗由最初的1.4 到现在1.1吨 （4）通过催化剂改进甲醇合成反应压力和反应温度由25MPa,400 ℃降为5MPa,200℃
(3)化工新产品开发研制催化剂 (a)基本有机化学品 (b)药物合成 (c)高分子材料合成 (d)生物制品及精细专用化学品合成
环境友好工艺的开发而研制催化剂-绿色催化 举例：4-甲基噻唑生产 原先工艺需要五步
现在工艺（两步）
4.1.2 选择催化剂常用方法
(1)利用元素周期表进行催化剂活性组分的选择 （a）同一族元素具有相近的化学性质，表现出近似的催化
催化剂颗粒强度提高方法
压片是可靠的增强机械强度的方法 增加烧结工艺 添加粘结剂（硅、铝溶胶、水玻璃；硝酸、
醋酸、糊精)
固体催化剂制备方法进展
超细粒度催化剂
超细粒子在纳米尺度时的表面效应 反应中的扩散行为 催化剂活性增强
溶胶凝胶法
多组分在胶体中分布均匀 可同步形成共沉淀物
第三，由于所浸渍的组分全部分布在载体表面，
用量可减小，利用率较高，这对贵稀材料尤为重
要。
第四，所负载的量可直接由制备条件计算而得。
（1）浸渍法的原理
活性组份在载体表面上的吸附
毛细管压力使液体渗透到载体空隙内部 提高浸渍量（可抽真空或提高浸渍液温度） 活性组份在载体上的不均匀分布
（2） 浸渍法分类
（2）沉淀时沉淀剂的选择
易分解挥发除去（氨气，氨水，铵盐，碳酸盐等） 形成的沉淀物便于过滤和洗涤（最好是晶型沉淀， 杂质少，易过滤洗涤）
沉淀剂的溶解度要大（这样被沉淀物吸附的量就少） 沉淀物的溶解度应很小 沉淀剂无污染
（3）沉淀形成影响因素
浓度
溶液浓度过饱和时，晶体析出，但太大晶核
工业催化剂填充
4.3 催化剂的一般制备方法
不同制备方法，成分、用量相同，但催化剂 的性能可能不同。
沉淀法
浸渍法 混合法 离子交换法
此外还原法，热分解法、熔融法、
4.3.1 沉淀法
借助于沉淀反应。用沉淀剂将可溶性的催化剂组分转
变为难溶化合物。经过分离、洗涤、干燥和焙烧成型或还 原等步骤制成催化剂。常用于制备高含量非贵金属、金属 氧化物、金属盐催化剂的一种方法。 金属盐溶液 NaOH(Na2CO3)
功能。
举例:
①V2O5是选择氧化常用催化剂
同一族Nb2O5和Ta2O5也有选择氧化性能
②丁烷选择氧化制顺酐工业用MoO3-V2O5系催化剂同一
族WO3也具有同样功能
③金属加氢常用Fe、Co、Ni
Ⅷ族元素
同一族元素Re、Rh、Pd、Pt等也是优良的加氢催化剂。
注意:
同一族共同点是电子构型相同
但存在以下不同点： 原子（或离子）的半径不同、核电荷数等不同，从而 影响催化性能。
膜催化剂
提高转化率 简化分离工序
氢型分子筛的制备（H-ZSM-5）
氢氧化钠
晶 化 Na-ZSM-5 分子筛 1 M NH4NO3 NH4-ZSM-5 分子筛 焙烧 脱氨 硫酸铝
硅酸钠
交换3～5次
H-ZSM-5
分子筛上的离子交换
制备Zn/ZSM-5(用于丙烷芳构化）
Na-ZSM-5 分子筛 焙烧脱 有机胺 1 M HCL 90oC交换3次 H-ZSM-5 Zn(NO3)2 溶液交换 洗涤焙烧
加热到90-100 0C尿素， 同时释放出OH-
（4）导晶沉淀法
借助晶化导向剂引导非晶型沉淀转化为晶型沉淀
X,Y分子筛 合成 加晶种 晶化
分子筛合 成原料
无定型物 X，Y晶体
高结晶度 转 化
4.3.1.1 沉淀法要求
（1）沉淀时金属盐类的选择
一般选用硝酸盐（大都溶于水） 贵金属为氯化物的浓盐酸溶液 铼选用高铼酸（H2Re2O7）
重复多次的浸渍、干燥、焙烧可制得活性 物质含量较高的催化剂
可避免多组分浸渍化合物各组分竞争吸附
(d)浸渍沉淀法
将浸渍溶液渗透到载体的空隙，然后加入沉 淀剂使活性组分沉淀于载体的内孔和表面
H2PtCl6盐酸溶液 先 浸 渍 再加入 NaOH 沉淀
氢氧化铂 沉淀
易还原 粒子细
吸附
载体
载体
浸渍法实例
一般洗涤到无OH-,NO3-
（5）沉淀的干燥焙烧活化
干燥（除去湿沉淀中的洗涤液）
焙烧（热分解除去挥发性物质，或发生固
态反应，微晶适度烧结）
活化（在一定气氛下处理使金属价态发生 变化）
实例一 分子筛的合成
水玻璃 硫酸铝 偏铝酸钠 氢氧化钠
NaY原粉 成胶 晶化 过 滤 洗 涤 干燥 Na型 丝光 沸石
•举例：
重整反应就是由一系列脱氢、加氢反应与异构化、环化 反应构成的。在所涉及的各步反应中需要不同催化功能的 活性中心。如脱氢反应需要有促进电子转移的活性中心， 异构化反应则需要有质子转移能力的活性中心。
4.2 催化剂设计步骤
（1）反应机理分析、反应热力学和动力学分析 ①在动力学上反应分子数不应高于双分子，因为三分子 反应是罕见的。 ②在热力学上平衡常数极小的反应是不现实的，因为经 历这样的过程，中间物种浓度太低。 ③应抛弃反应热过大的吸热反应，因为这类反应的活化 能太高，在动力学上是不利的。 ④在合理的范围内，应该选用所经历步骤最少的反应机 理。根据上述原则，可以拟定出反应机理。
沉淀 洗涤 干燥 焙烧 研磨 成型 催化剂