工业催化复习
工业催化复习要点

工业催化复习要点一、论述题1、试说明催化剂的稳定性与寿命的区别和联系。
①催化剂的稳定性是指催化剂的活性和选择性随时间变化的情况;寿命是指在工业生产的条件下,催化剂的活性能够达到装置生产能力和原料消耗定额的允许使用时间。
②区别:催化剂的稳定性指的是变化情况,而催化剂的寿命指的是时间的长短。
③联系:催化剂的稳定性直接影响了其寿命,稳定性好的催化剂的寿命长,稳定性不好的寿命短。
2、半导体ZnO在氧气吸附之后电导比未吸附前低,现用ZnO作为CO氧化催化剂,反应时催化剂的电导增加。
请问(1)若O2的吸附为控制步骤时,(2)若CO的吸附为控制步骤时,分别提出增加催化剂的活性的措施。
根据半导体能带理论,ZnO是N型半导体,(1)O2的吸附为控制步骤时,O2得电子过程,应添加施主杂质,如Al3+等。
(2)CO的吸附为失电子过程,应添加受主杂质如Li+。
3、说说催化剂为什么不能改变平衡的位置。
因为化学平衡是由热力学决定的,DG0=-RTlnkp,其中kp为反应的平衡常数,DG0是产物与反应物的标准自由焓之差,是状态函数,只决定于过程的始态和终态,而与过程无关,催化剂的存在不影响DG0值,它只能加速达到平衡所需要的时间,而不能移动平衡点。
二、简答题1、什么是d带空穴?它与金属催化剂的化学吸附和催化性能的关系,d带空穴是越多越好吗?d带空穴是指金属的d带中某些能级未被充满,可看做d带中的空穴。
关系:有d带空穴,就能与被吸附的气体分子形成化学吸附键,生成表面中间物种,具有催化性能。
D带空穴越多,对反应分子的化学吸附也越强。
催化剂的作用在于加速反应物之间的电子转移,这就要求催化剂既具有接受电子的能力,又有给出电子的能力过渡金属的d空穴正是具有这种特性,然而对于一定的反应,要求催化剂具有一定的d空穴,而不是越多越好。
因为并不是d带空穴越多,其催化活性就越大。
过多可能造成吸附太强,不利于催化反应。
2、催化剂的四个基本特征是什么?①催化剂只加速热力学上可以进行的反应,而不能加速热力学上无法进行的反应;②只能改变化学反应的速度,而不能改变化学平衡的位置;③催化剂参与化学反应: 通过改变反应历程、降低活化能而改变反应速度;④催化剂对反应的类型、方向及产物的结构具有选择性。
工业催化复习题

工业催化复习题工业催化复习题1一、填空1. 催化剂只能而不改变反应的。
2. 多相催化剂通常由、、三部分组成。
3. 评价工业催化剂性能好坏的指标有、、、、等。
4. 在多相催化反应中有、、三类控制步骤。
在连串反应中,控制步骤总过程速度。
当过程处于时,催化剂内表面利用率最高。
5. 固体酸表面存在和两类酸性中心;两者的转化条件是。
6. 催化剂表面能量分布的类型有、、三种形式。
7. Langmuir 吸附等温式用于,吸附量与压力的关系是。
8. 吸附热表征。
催化活性与吸附热之间的关系。
9. 半导体的附加能级有和两种,N 型半导体的附加能级是能级,它使半导体的E f,电导率。
10. 络合物催化剂由和两部分组成。
11. 常用的工业催化剂制备方法有、、等。
12. 造成催化剂失活的原因有、、等。
13. 催化剂上的吸附有和两种类型;H2的吸附常采用,烯烃的吸附常采用。
反应物在催化剂上的吸附态决定了催化反应的。
14. 按照助剂的功能,它可以分为、两类。
15. d 轨道在四面体配位场中能级分裂为、两组;当电子成对能P<―分裂能Δ时,电子采取排布。
16. 影响过渡金属的催化剂活性的因素有、两方面,组成合金可以调节过渡金属催化剂的因素。
17. 分子筛催化剂的特点是。
常用的分子筛催化剂有、等。
18. 均相催化的优点是、;但其缺点是、等。
19. 选择性的定义是,其计算公式是。
二、画出[PtCl 3(CH 2=CH 2)] 的空间构型及电子结构图,并指出CH =CH 2活化的原因。
三、(二选一)1.写出CO+O 2→CO 2 在 P 型半导体催化剂上的反应机理。
2.试解释 N 型半导体催化剂利于加氢反应。
四、载体的作用有哪些?五、举例说明混合氧化物的表面酸性是如何形成的。
六、判断与改错1.催化剂加快化学反应速度,增大反应平衡常数。
2.催化剂吸附气体能力越强,其催化活性越高。
3.金属催化剂的 d%越大,催化活性越高。
4.半导体的能带结构都相同。
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工业催化原理复习题.doc工业催化原理2012-2013-2一、名词解释1.积炭发动机长吋间工作吋机汕、灰尘、杂物等留下的汕泥。
汽缸内的汕泥一般称为“积炭”。
2.吸附等温线吸附等温曲线是指在一定温度H容质分子在两相界面上进行的吸附过程达到T衡时它们在两相中浓度之间的关系曲线。
3.比孔容4.固体超强酸100%硫酸的酸强度用Hammett酸强度函数表示吋,其酸强度为Ho =-11.9,我们把酸强度H。
<一11.9的固体酸称为固体超强酸。
5.构型扩散二、填空题1._____________________________________ 根据催化体系催化反应可分为和_________________________________________ 。
2.__________________________ 催化剂的密度有____ , _______________ 和o3._________________________________ 金属化学键的理论方法有_________ , _____________________________________ 和____________ o4.半导体的导电性介于道题和绝缘体之间,导体分为_____________ , _________ 和____________ o_5._____________________________________ 根据反映程度氧化反应可分为和t6.__________________________________________________ 催化剂的活性变化可分为诱导期或成熟期、_________________________________ 和_____________ 三个阶段。
7.P型半导体中含宥易于接受电子的杂质,这种杂质称为____________________ o8._____________________________________________ 助催化剂根据其所起作用不同分为_______________________________________ 和________________ 。
工业催化考试复习资料

工业催化1.什么是催化剂?催化剂是一种能够改变一个化学反应的反应速度,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地消耗的化学物质。
2.什么是催化反应?涉及催化剂的反应3.催化作用有哪些基本特征1)催化剂只能加速热力学上可以进行的反应,而不能加速热力学上无法进行的反应2)只能加速反应趋于平衡,不能改变平衡的位置,只能加速热力学上可以进行的反应3)对加速反应具有选择性 4)催化剂的寿命4.催化剂为什么不会改变化学平衡的位置?化学平衡是由热力学决定的,∆G0=—RT1nKP ,其中KP为反应的平衡常数,∆G0是产物与反应物的标准自由焓之差,是状态函数,只决定于过程的始终态,而与过程无关,催化剂的存在不影响∆G0值,它只能加速达到平衡所需的时间,而不能移动平衡点。
5.催化剂为什么能加快反应速度?催化剂能降低反应的活化能6.按使用条件下的物态催化剂可分为几类,各是什么?酸碱催化剂,非纳米分子筛催化剂,金属催化剂,金属氧化物和硫化物催化剂,络合催化剂,7.催化剂的组成包括哪几部分?活性组分,助催化剂,载体8.吸附和催化有什么关系催化的前提是发生吸附,气—固相催化反应中,至少有一种反应物要吸附在催化剂的表面上。
吸附键的强度要适当,吸附的过强或过弱都不利于下一步化学反应的进行。
如果催化剂对反应物吸附过强,往往形成较稳定的表面络合物;吸附过弱,反应物分子活化不够,不利于反应。
9.物理吸附与化学吸附有什么区别。
物理吸附化学吸附吸附力范德华力化学键力吸附层单层或多层单层选择性无有热效应较小,近于液化热较大,近于化学反应热吸附速度较快,不受温度影响,不需活化能; 较慢,温度升高,速度加快,需要活化能a.物理吸附是表面质点和吸附分子之间的分子力而引起的。
具体地是由永久偶极、诱导偶极、色散力等三种范德华引力。
物理吸附就好像蒸汽的液化只是液化发生在固体表面上罢了。
分子在发生物理吸附后分子没有发生显著变化。
b.化学吸附是在催化剂表面质点吸附分子间的化学作用力而引起的,如同化学反应一样,而两者之间发生电子转移并形成离子型,共价型,自由基型,络合型等新的化学键。
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2.1 催化剂和催化作用催化剂是一种能够与反应物相互作用,加速反应速率而不改变化学反应的标准Gibbs自由焓变化,且反应终结时本身保持不变的化学物质2.1.2催化作用的基本特征1催化剂只能催化热力学上可行的化学反应2催化剂只能改变化学反应速率,而不能改变化学平衡的位置 3催化剂对反应具有选择性 4催化剂具有寿命催化剂并不能无限期地使用。
哪怕只是化学反应的短暂参与者,在长期受热和化学作用下,也会经受不可逆的物理的或化学的变化,如:晶相变化、晶粒分散度的变化、易挥发组分的流失、易熔物的熔融等等,这些过程导致催化剂活性下降,当反应进行时催化剂经受亿万次这种作用的侵袭,最后导致催化剂失活。
3`催化剂的性能指标活性`选择性稳定性2.2 催化剂的组成与载体的功能2.2.1催化剂的组成应2.2.2载体的功能(1)提供有效的表面和适宜的孔结构,维持活性组分高度分散;(2)增强催化剂的机械强度,使催化剂具有一定的形状;⑶改善催化剂的热传导性能,以满足反应过程的传热要求;⑷减少活性组分的用量,特别是贵金属的用量;⑸提供附加的活性中心;⑹活性组分与载体之间的溢流现象和强相互作用,影响催化活性。
2.3 对工业催化剂的要求具备的三方面基本要求: 1)适宜的活性 2)较高的选择性 3) 长寿命工业催化剂的四个基本指标:选择性、稳定性、活性、成本活性:催化剂影响反应进程变化的程度。
选择性:所消耗的原料转化成目的产物的分率。
稳定性:催化剂的活性和选择性随时间变化的情况。
寿命:在工业生产条件下,催化剂的活性能达到装置产能力和原料消耗定额的允许使用时间。
2.4均相催化剂的特征催化剂与反应介质不可区分,与介质中的其他组分形成均匀物相的催化反应体系。
用于液相反应,溶于反应介质中,以独立自由的分子形态存在。
用于MNR/IR等分析手段。
液态酸碱催化剂,可溶性过渡金属化合物催化剂和碘、一氧化氮等气态分子催化剂的催化属于这一类。
均相催化剂与多相催化剂的比较各自优缺点多相催化剂:无需连续添加催化剂;大大减少了腐蚀问题;简化了产品的回收;制造费用下降选择性较高;产品纯度很高;安全性增加均相催化过程有以下优缺点:(1)反应条件温和,有利于节能。
工业催化考试复习

1.催化剂的作用催化剂能加快化学反应速度,但它本身不因化学的结果而消耗,它也不会改变反应的最终热力学平衡位置。
2.载体的作用有哪些?分散作用稳定化作用支撑作用传热和稀释作用助催化作用3.均相催化所有反应物和催化剂分子分散在一个相中,如均相酸碱催化、均相络合催化。
4.多相催化催化剂与反应物处于不同的相,催化剂和反应物有相界面将其隔开。
如气液、液液、液固、气固、气液固。
5.简述多相催化反应过程包括的五个过程。
反应物向催化剂表面扩散反应物向催化剂表面吸附被吸附的反应物在表面上迁移、化学重排和反应产物由催化剂表面上脱附产物离开催化剂周围的介质扩散6.烧结粉状或粒状物料经加热至一定温度范围而固结的过程7.选择性转化为目的的产物所消耗的某反应物量/某反应转化的总量8.在估量一个催化剂的工业价值时,哪三个因素最重要?考虑的顺序是什么?他们分别是活性、选择性和寿命。
考虑的顺序:9.简述化学吸附的单层与物理吸附的单层的不同之处化学吸附的单层吸附量,即为占领吸附剂的所有吸附部分所需的吸附质的量,而吸附质的吸附部位则是由吸附剂的结构和吸附物的化学性质所决定的。
物理吸附的单层吸附量,则是分子式以密集排列的形式,以完全的单层分子遮盖表面所需的吸附质的量10.如何确定半导体氧化物为n型或p型?N型氧化物的电导由导带中的电子数决定,而p型氧化物的电导则由价带中的正穴数决定。
基于这个原理,可以用下述方法确定非计量氧化物是n型还是p型。
将氧化物基于一定压力的氧气氛中,并测量氧化物的电导随氧气压的变化,如果电导随氧气压力增加而增加,则此氧化物为p型,相反则为n型。
11.在n型和p型半导体催化剂中加入施主杂质,其电导率和逸出功有何变化?N型半导体催化剂加入施主杂质后,它的导电率提高,逸出功降低。
因为n型半导体靠自由电子导电,加入施主杂质后,使得导带自由电子增加,所以导电率提高,Ef提高逸出功降低;而p型半导体催化剂加入施主杂质后,它的导电率降低,逸出功也降低。
工业催化复习题及答案

1、论述催化剂是如何加速反应速率的?催化剂可以改变反应路线,降低反应的活化能,使反应物分子中活化能的百分数增大,反应数率加快2、催化作用有哪些基本特征?1) 催化剂只能加速热力学上可以进行的反应,而不能加速热力学上无法进行的反应。
2) 催化剂只能加速反应趋于平衡,而不能改变平衡的位置(平衡常数)。
3) 催化剂对反应具有选择性。
4) 催化剂的寿命3、说明催化剂为什么不能改变平衡反应的平衡位置?化学平衡是由热力学决定的,DG0=RTlnKP,其中KP为反应的平衡常数,DG0是产物与反应物的标准自由焓之差,是状态函数,只决定于过程的始终态,而与过程无关,催化剂的存在不影响DG0值,它只能加快达到平衡所需的时间,而不能移动平衡点4、具有加氢功能的催化剂往往对脱氢反应也有活性。
试给予解释。
根据Kf=K1/K2,催化剂可以以相同的比例加速正、逆反应速率常数。
因此,对于可逆反应,能够催化正方向反应的催化剂,就应该能催化逆方向反应。
5、通常固体催化剂有哪几个部分组成的?活性组分、助催化剂、载体6、试说明催化剂稳定性与寿命的区别与联系。
稳定性:是指催化剂的活性和选择性随时间变化的情况。
寿命:是指在工业生产条件下,催化剂的活性能够达到装置生产能力和原料消耗定额的允许使用时间。
区别:前者指的是变化情况,后者指的是时间长短。
联系:催化剂的稳定性直接影响了其寿命,稳定性好的催化剂的寿命长,稳定性不好的则短。
7、多相催化反应通常包括哪个连续的步骤?(1)反应物分子从气流中向催化剂表面和孔内扩散;(2)反应物分子在催化剂内表面上吸附;(3)吸附的反应物分子在催化剂表面上相互作用或与气相分子作用进行化学反应;(4)反应产物自催化剂内表面脱附;(5)反应产物在孔内扩散并扩散到反应气流中去。
8、试比较物理吸附与化学吸附。
物理吸附是借助分子间力,吸附力弱,吸附热小(8-20kJ/mol),且是可逆的,无选择性,分子量越大物理吸附越容易发生。
工业催化复习资料最终版

1.催化剂的定义是:催化剂是一种能够改变一个化学反应的反应速度,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地消耗的化学物质。
2.催化作用是指催化剂对化学反应所产生的效应。
3.催化剂的基本特征:1)催化剂只能加速热力学上可以进行的反应,而不能加速热力学上无法进行的反应。
2)催化剂只能加速反应趋于平衡,不能改变平衡的位置(平衡常数)。
3)催化剂对反应具有选择性;4)催化剂的寿命。
4.工业催化剂一般有哪些组分组成?各组分具有什么功能?①活性组分:提供改变反应历程的组分,多为金属、氧化物、酸碱②载体组分:提供高的比表面积、孔结构、活性组分的分散剂、粘合剂、或支撑体。
多数为硅和铝的氧化物③助催化剂组分:催化剂的辅助组分,本身没有活性或者活性很低,用于活性组分或载体改性。
5.载体的功能主要体现在哪几个方面?(分散作用、稳定作用、支撑作用,传热和稀释作用、助催化作用)①提供适宜的比表面和孔结构②维持催化的形状和机械强度③改善催化剂热传导性④提高催化剂中活性组分分散度⑤提供附加活性中心⑥活性组分和载体的溢流现象和强相互作用6.催化剂的反应性能是评价催化剂好坏的主要指标,它包括催化剂的活性、选择性和稳定。
7.多相催化反应过程中,从反应物到产物一般经历哪些步骤包括五个连续的步骤。
(1)反应物分子从气流中向催化剂表面和孔内扩散;(2)反应物分子在催化剂表面上吸附;(3)被吸附的反应物分子在催化剂表面上相互作用或与气相分子作用进行化学反应;(4)反应产物自催化剂表面脱附;(5)反应产物离开催化剂表面向催化剂周围的介质扩散。
8.当气体与固体表面接触时,固体表面上气体的浓度高于气相主体浓度的现象称为吸附现象。
9.几种等温吸附等温吸附平衡过程用数学模型方法来描述可得到等温方程,其中包括:Langmuir(朗格缪尔)等温方程,Freundlich(弗郎得力希)等温方程,T}MKI}IH(焦姆金)等温方程及BET(Brunauer, Emmett 及Teller)等温方程等。
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12级化学工程与工艺专业工业催化课程复习重要知识点:1.助催化剂是催化剂的辅助成分,按作用机理可分为结构型、电子型两类。
2.工业催化剂的活性变化一般可分为三个阶段,即成熟期、稳定期、衰老期。
3.外扩散速率的大小及其施加的影响,与液体的流速、催化剂颗粒粒径以及传递介质的密度、黏度有关。
4.研究金属化学键的理论方法有三种,能带理论、价键理论、配位场理论。
5.金属氧化物主要催化烃类的选择性氧化。
其特点是:反应系放热的,有效的传热、传质十分重要,要考虑催化剂的飞温;有反应爆炸区存在,故在条件上有所谓燃料过剩型、空气过剩型两种。
6. 金属硫化物与金属氧化物有许多相似之处,它们大多数都是半导体类型的,具有氧化还原功能和酸碱功能。
作为催化剂可以是单组分形式或复合硫化物形式。
这类催化剂主要用于加氢精制过程。
7. 负载型可溶性络合物催化剂,系利用可溶性高分子为载体,可催化1-戊烯加氢反应。
在应用时可利用其与生成物分子量之差,采用沉淀法、蒸气压法、薄膜过滤法等进行分离。
8.络合催化剂固载化技术的三种主要方式为:包藏在载体内部、分散在载体(基质)的表面、锚定在载体(基质)的表面。
9.生物催化剂是指生物反应过程中起催化作用的游离或固定化细胞和游离或固定化酶的总称。
10.离子交换法制得的催化剂分散度好、活性高,尤其适用于制备低含量、高利用率的贵金属催化剂。
11.结构型助催化剂的作用主要是提高活性组分的分散性和热稳定性。
12.评价催化剂不能单用时空产率作为活性指标,要同时测定催化剂的总表面积、活性表面积、孔径与孔径分布等。
13.外扩散速率的大小及其施加的影响,实际上仅根据气流线速和粒径就可以作出判断。
14.几乎所有的金属催化剂都是过渡金属,这与金属的结构、表面化学键有关。
15.金属复合膜催化剂的制备方法主要有物理气相沉积、化学气相沉积、电镀和化学镀等。
16. 常用的硫化剂为硫化氢和二硫化碳。
17. 双核络合物是指两个金属原子直接由金属-金属键连接或通过桥原子相连接的表面化合物。
18.汽车尾气净化采用的三效催化剂的构成主要由载体涂层和活性组分所组成。
19.不同物质抑制酶活性的机理可以分为失活作用、抑制作用、去激活作用。
20. 对选择性氧化等连串型催化反应,降低内扩散的阻力是至关重要的,中间物的传递与扩散是导致选择性变化的重要因素。
21.目前在对固体超强碱催化剂的研究中,氧化物超强碱多侧重于增大表面积的方面,而分子筛超强碱多侧重于提高其碱度方面。
22.分子筛催化剂的择形催化共有下列反应物的择形催化、产物的择形催化、过渡状态限制的择形催化、分子交通控制的择形催化等不同形式。
23.MAO (甲基铝氧烷)是活化茂金属催化剂最有效的助催化剂,其结构为一种聚合度为n的低聚物,n一般为5~30 ,随合成条件变化。
24.工业上固体催化剂活性的表达方式有给定温度下完成原料的转化率、完成给定的转化率所需的温度、完成给定的转化率所需空速、给定条件下目的产物的时空收率。
25.工业催化剂选择的考虑顺序为选择性> 寿命> 活性> 价格。
26.晶胞的代表性体现在以下两个方面:一是代表晶体的化学组成;二是代表晶体的对称性。
27.多相催化包括五个连续的步骤。
(1)反应物分子从气流中向催化剂表面和孔内扩散;(2)反应物分子在催化剂表面上吸附;(3)被吸附的反应物分子在催化剂表面上相互作用或与气相分子作用进行化学反应;(4)反应产物自催化剂表面脱附;(5)反应产物离开催化剂表面向催化剂周围的介质扩散。
有属于传质过程,也有的属于化学动力学过程。
28.金属的d%愈大,成键轨道中占用原来的d轨道多,就有可能使d空穴减少。
29.天然气水蒸气重整是获得大量廉价氢的主要途径。
重整气要求氢含量高,对CO的限制非常严格。
因为燃料电池电极多是铂,很容易受CO毒化,失去催化活性,一般要求H2含量达90%以上,CO含量不超过2%。
30.沉淀法制催化剂有哪些后处理工序31.反应物分子的电离势(I)和催化剂材料电子的逸出功(Φ)的相对大小,紧密关联着反应物分子在催化剂表面的吸附态与化学键合情况。
32.膜与催化剂一般有4种组合形式:A)膜与催化剂两者分开在不同的工段;B)催化剂装在膜反应器中;C)膜材料本身具有催化作用;D)膜是催化剂载体。
33.金属的特性会因为掺入其它金属形成合金而改变,它们对化学吸附的强度、催化活性和选择性等效应,都会改变。
34.复合氧化物催化剂给出氧的能力,是衡量它是否能进行选择性氧化的关键35.金属硫化物催化剂与氧化物催化剂类似,也有单组分和复合体系。
主要用于重油的加氢精制,加氢脱硫(HDS)、加氢脱氮(HDN)、加氢脱金属(HDM)等过程。
36.纳米催化剂的制备方法答:制备纳米催化剂的常用方法有(1)溶胶- 凝胶法;(2)沉淀法;(3)浸渍法;(4)微波合成法;(5)微乳液法;(6)离子交换法;(7)水解法;(8)等离子体法;(9)惰性气体蒸发法37.催化剂活性组分与载体之间的溢流现象及其意义34答:溢流现象:是指固体催化剂表面的活性中心经吸附产生出一种离子的或自由基的活性物中,它们迁移到其他活性中心上的现象。
意义:溢流现象的发现和研究,增强了对负载型多相催化剂和催化反应过程的了解。
38.d带空穴与催化剂活性80答:一种金属的d带空穴越多,表明其d能带中未被d电子占用的轨道或空轨越多,磁化率越大;但也不是d带空穴越多其催化活性就越大,因为过多可能造成吸附太强,不利于催化反应。
39.均相络合催化剂的固载方式111答:(1)络合物包藏在载体内;(2)络合物固载在载体表面40.生物催化反应的主要特征155答:(1)催化效率极高:传统化工催化剂用量0.1-1%,酶用量10-4-10-3 % (2)选择性极高(相对/绝对专一性):一种酶只能催化一种底物,(绝对专一性);一种酶能催化一类结构相似的底物,(相对专一性)(3)催化条件极温和,常温、常压、PH=5-8(通常在7)41.催化剂失活的原因及使活性再生的方法231答:失活原因:(1)中毒;(2)积炭;(3)烧结、挥发与剥落再生方法:(1)蒸汽处理;(2)空气处理;(3)通入氢气或不含毒物的还原性气体;(4)用酸或碱溶液处理42.酸性质与催化作用关系57答:(1)大多数酸催化反应是在B酸位上进行的;(2)有些反应需L酸位(3)有些反应需要强B酸作用下才能发生;(4)有些反应要求L酸位和B酸位在催化剂表面邻近处共存时才进行。
43.非晶态合金催化剂制备方法86答:(1)液体骤冷法;(2)化学还原法;(3)电化学制备法;(4)浸渍法44.纳米催化剂的特点答:(1)纳米催化剂具有独特的晶体结构及表面特性;(2)纳米催化剂具有比表面积大、表面活性高等特点,显示出许多传统催化剂无法比拟的优异特性;(3)纳米催化剂还表现出优良的电催化、磁催化等性能。
45.催化剂作用的定义28答:催化剂是一种物质,它能够加速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46.载体的功能答:、(1)提供有效的表面和合适的孔结构;(2)增强催化剂的机械强度;(3)改善催化剂的热稳定性;(4)减少活性组分的含量;(5)提供附加的活性中心;(6)与活性组分之间的溢流现象和强相互作用。
47.工业催化剂的要求答:(1)活性高;(2)选择性好(3)在使用条件下稳定;(4)具有良好的热稳定性、机械稳定性和抗毒性能(5)价格低廉48.络合催化102答:是指催化剂在反应过程中对反应物起络合作用,并且使之在配位空间进行催化的过程。
催化剂可以是溶解状态,也可以是固态;可以是普通化合物,也可以是络合物,包括均相络合催化和非均相络合催化。
49.为什么要进行催化剂的宏观物性测定?如何测定?253答:催化剂的宏观物性是指由组成各粒子工粒子聚集体的大小、形状与孔隙结构所构成的表面积、孔体积、孔形状及孔大小分布的特点,以及与此有关的传递特性及机械强度等。
这些性质不仅对降低催化剂装运过程中的损耗,满足各类反应器操作中流体力学因素的要求十分重要,而且直接影响催化反应的动力学过程。
测定方法:(1)表面积的测定方法有:吸附法(物理吸附、化学吸附)(2)孔结构测定方法:气体吸附法、压汞法(3)机械强度的测定方法:单颗粒压碎试验法、堆积压碎法(4)磨损强度的测定方法:研磨法50.试举两例利用分子筛的离子交换特性制备催化剂的方法和说明答:利用分子筛的离子交换特性①制备高分散的负载型金属催化剂:将金属离子直接交换到分子筛上,再将交换上去的金属离子还原为金属。
这比用一般浸渍法所得的分散度要高得多。
②制备性能优良的双功能催化剂:如,将Ni2+,Pt2+,Pd2+等交换到分子筛上并还原成为金属。
这些金属将处于高度分散状态,可制备双功能催化剂。
51.催化剂设计要点答:催化剂设计:根据合理的程序和方法有效地利用未系统化的法则、知识和经验,在时间上和经济上最有效的开发和制备新催化剂1)要进行热力学分析,指明反应的可行性,最大平衡产率和所要求的最佳反应条件,催化剂的经济性和催化反应的经济性,环境保护等;2)分析催化剂设计参数的四要素:活性、选择性、稳定性/寿命、再生性;3)催化反应过程与催化剂化学性质有关;而传质传热则与物理性质有关,要兼而顾之52.简述三效催化剂的组成及其催化原理。
答:三效催化剂的组成:载体,涂层,活性组分动态污染源中三效催化剂对NOx 的转化很困难。
但在静态污染源,对NOx 的选择性还原SCR 确实很成功!SCRNOx 催化分解——选择性催化还原法(SCR 法)效率达99%还原剂——NH3反应6NO+4NH 3——5N 2+6H 2O6NO 2+8NH 3——7N 2+12H 2ONH 3一般不与O 2反应,但NOx 完全还原后便可反应4NH 3+5O 2——4NO+6H 2O 4NH 3+3O 2——2N 2+6H 2O 2NH 3+2O 2——N 2O+3H 2O53.催化过程满足的4R 原则是什么?答:Reduction (减少)、reuse (再用)、recycling (再循环)、recovery (再回收)54.简述E 因子和原子经济的定义。
答:生产每千克产物所形成的废弃物量来衡量化工过程的“绿色特征”。
此量表示为化工过程的E 因子。
E 因子=千克废弃物/千克产物 原子经济性=被利用原子的质量/反应中全部反应物分子的质量(%)原子经济性是从原子水平上看化学反应,产率或收率是从传统宏观量上看反应。
从绿色化学观点看,反应的原子经济性为100%就具有本质的合成精度而无副产废弃物。
55.简述TiO2作为光催化剂的催化原理。
答:TiO2催化原理—吸收光子能量后,价带上电子跃迁到导带上,原价带形成正空穴。