催化剂工程概论.ppt
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催化剂导论PPT课件
3.×，起加速反应作用而又不改变该反应的标
4.
准Gibbs自由焓变化的物质是催化剂。
4. √
5. ×，催化剂参与化学反应过程
6. √
7. √
8. ×，由盐溶液共沉淀法制备氢氧化物时,部
分氢氧化物沉淀的PH可值编辑都课件 大于7
19
二、在下列各题叙述中选择你认为正确的答案
1．下列分子筛中择形性突出的为： D
可编辑课件
7
第五节 离子交换法
1. 分子筛的合成
2. 分子筛的分类
3.
A、X、Y、ZSM-5等
3. Si/Al比与分子筛的稳定性关系
4.
第六节 催化剂成型
5. 压片、挤条、油可编辑中课件 、转动成型
8
第三章 催化剂性能的评价、 测试和表征
1.催化反应动力学研究的意义和作用
催化动力学研究的一个重要目标是为所研 究的催化反应提供数学模型，帮助弄清催 化反应机理。
知道NaY的结晶度）？ （5）你估计图示该工艺中制备NaY的导向剂是何物质？ （6）如何将制得的NaY原粉做成球型催化剂？
可编辑课件
26
答： （1）将水玻璃，硫酸铝，偏铝酸钠按合适比例与一定 量导向剂混合，搅拌使成胶，在一定温度下晶化一定时 间后，过滤洗涤除去硫酸根等，干燥即制得NaY原粉 （2）影响晶化的因素主要是：晶化温度、晶化时间、 原料配比及其碱度。通过单因素实验，正交与均匀设 计实验等，即可确定这些因素的较佳值。 （3）导晶沉淀法 （4）通过X射线粉末衍射即可测定NaY的晶化程度 （5）NaY晶种（P52：化学组成、结构类型与分子 筛相类似的、具有一定粒度的半晶化分子筛）。 （6）成球机成型；胶溶后，油柱成型。
催化剂工程导论
催化剂工程导论课件
12
Байду номын сангаас
• 剂开发者的配方优化问题。
•
⑵在催化剂CAD设计中，神经元网络
更能客观地反映各组分的协同交互作用，
更适于处理复杂体系的催化剂。
•
⑶在相对有限的制备和评价实验基础
上，神经元网络可以模拟和替代部分的“
计算机试验”工作，以减少人工试验的强
度和时间，提高催化剂开发效率。
13
• 用于催化剂CAD设计的人工神经元网络 技术， 具体的过程可以分为以下步骤：
• ⑴进行基础试验，考评各种催化剂体系 的结果，从中择一个合适的体系进行神经 元网络辅助设计；
9
• ⑵将所选择的催化剂体系的试验数据进行 整理，分析各活性组分对反应结果的大致 影响，判别是否需要补充试验点。
• ⑶将试验数据作为神经网络的学习样本， 根据网络的收敛速度和学习速度来选择合 适的网络结构模型。这个网络模型实际上 相当于能够定量化的体系中的建模过程。 ⑷选择有代表性的数据作为神经元网络的 训练集和测试集，对网络进行训练和测试， 如果测试结果不能满足要求，则返回(3) 重新选择网络，直至满意为止。
•
CATDB Cat.设计数据库
3
•
NIST (美国国家标准与技术研究所)化学
动力学数据库，收集了1906年以来的基元反应
动力学方面的数据。
•
CATDB Cat.设计数据库，日本国家工业化
学实验室桑原靖等人开发，由一个事实数据库
和几个应用程序组成。
• (二) 专家系统
• 目的： 能使计算机具有人类专家那样解决问题 的“思维”能力，依靠大量的专门知识(往往存 贮于数据库中)以解决特定领域中的复杂问题。
10
• ⑸将训练好的网络作为描述催化反应体系 的模型和优化计算的目标函数文件，建立 优化程序；该过程中必须严格限制优化的 范围。
Байду номын сангаас
• 剂开发者的配方优化问题。
•
⑵在催化剂CAD设计中，神经元网络
更能客观地反映各组分的协同交互作用，
更适于处理复杂体系的催化剂。
•
⑶在相对有限的制备和评价实验基础
上，神经元网络可以模拟和替代部分的“
计算机试验”工作，以减少人工试验的强
度和时间，提高催化剂开发效率。
13
• 用于催化剂CAD设计的人工神经元网络 技术， 具体的过程可以分为以下步骤：
• ⑴进行基础试验，考评各种催化剂体系 的结果，从中择一个合适的体系进行神经 元网络辅助设计；
9
• ⑵将所选择的催化剂体系的试验数据进行 整理，分析各活性组分对反应结果的大致 影响，判别是否需要补充试验点。
• ⑶将试验数据作为神经网络的学习样本， 根据网络的收敛速度和学习速度来选择合 适的网络结构模型。这个网络模型实际上 相当于能够定量化的体系中的建模过程。 ⑷选择有代表性的数据作为神经元网络的 训练集和测试集，对网络进行训练和测试， 如果测试结果不能满足要求，则返回(3) 重新选择网络，直至满意为止。
•
CATDB Cat.设计数据库
3
•
NIST (美国国家标准与技术研究所)化学
动力学数据库，收集了1906年以来的基元反应
动力学方面的数据。
•
CATDB Cat.设计数据库，日本国家工业化
学实验室桑原靖等人开发，由一个事实数据库
和几个应用程序组成。
• (二) 专家系统
• 目的： 能使计算机具有人类专家那样解决问题 的“思维”能力，依靠大量的专门知识(往往存 贮于数据库中)以解决特定领域中的复杂问题。
10
• ⑸将训练好的网络作为描述催化反应体系 的模型和优化计算的目标函数文件，建立 优化程序；该过程中必须严格限制优化的 范围。
催化剂及其催化作用概述ppt课件
➢ （2）负载型杂多酸固体酸催化剂。
此外，交联型固体酸催化剂（硅锆交联蒙 脱土）
精细化工
合成增塑剂
1邻苯二甲酸二酯（DOP）（由苯酐和 2-乙基己醇合成催化剂为SO2-4/TiO2Al2O3
酯化率可达99%
2己二酸二辛酯（DOA）（PVC优良耐 寒助剂（SO2-4/ZrO2-La2O3）
3蔗糖八乙酯（SO2-4/TiO2）
O
O Al O O C2H5
乙氧基
O Al O OH
高温
O
O
CH2 CH2+H2O+ HO Al O Al O
O-
O
O
HO AlH O Al
O
O
低温
O
C2H5OC2H5
C2H5 C2H5
异丙苯裂解
在B酸中心下进行
CH3 CH CH3 H + H+
HC CH3 + CH3
+ CH3CH CH3
酸性强弱与催化反应关系
➢金属氧化物表面的金属离子是L酸，氧负离 子是L碱。金属离子的电负性越大，则金属离 子的酸性越强。
➢金属氧化物的碱性也可以同电负性相关联, 但由于金属氧化物表面往往含有羟基这时的 酸碱性由M-OH中M-O的键本质决定.若M-O键强, 则解离出H+,显酸性,反之,若M-O键弱,则解离 出OH-,显碱性。
丙烯酸丁酯用于表面涂料，粘合剂，密 封剂，皮革处理剂（ SO4 2- /TiO2）
甲基丙烯酸异丁酯是耐酸耐碱性涂料的 基料SO4 2- /ZrO2-TiO2
L-H模型与E-R模型
L-H（Langmuir-Hinshelwood）
A+B+ S-S
此外，交联型固体酸催化剂（硅锆交联蒙 脱土）
精细化工
合成增塑剂
1邻苯二甲酸二酯（DOP）（由苯酐和 2-乙基己醇合成催化剂为SO2-4/TiO2Al2O3
酯化率可达99%
2己二酸二辛酯（DOA）（PVC优良耐 寒助剂（SO2-4/ZrO2-La2O3）
3蔗糖八乙酯（SO2-4/TiO2）
O
O Al O O C2H5
乙氧基
O Al O OH
高温
O
O
CH2 CH2+H2O+ HO Al O Al O
O-
O
O
HO AlH O Al
O
O
低温
O
C2H5OC2H5
C2H5 C2H5
异丙苯裂解
在B酸中心下进行
CH3 CH CH3 H + H+
HC CH3 + CH3
+ CH3CH CH3
酸性强弱与催化反应关系
➢金属氧化物表面的金属离子是L酸，氧负离 子是L碱。金属离子的电负性越大，则金属离 子的酸性越强。
➢金属氧化物的碱性也可以同电负性相关联, 但由于金属氧化物表面往往含有羟基这时的 酸碱性由M-OH中M-O的键本质决定.若M-O键强, 则解离出H+,显酸性,反之,若M-O键弱,则解离 出OH-,显碱性。
丙烯酸丁酯用于表面涂料，粘合剂，密 封剂，皮革处理剂（ SO4 2- /TiO2）
甲基丙烯酸异丁酯是耐酸耐碱性涂料的 基料SO4 2- /ZrO2-TiO2
L-H模型与E-R模型
L-H（Langmuir-Hinshelwood）
A+B+ S-S
《催化剂课件》课件
课件应注重实用 性，便于学生将 所学知识应用到 实际工作中
课件评价
用户评价
课件内容丰富， 讲解清晰
课件设计美观， 易于理解
课件互动性强， 易于学习
课件实用性强， 易于应用
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催化剂课件
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汇报人：PPT
汇报时间：20X-XX-XX
课件介绍
课件内容
课件制作
课件使用催化剂在化学反应中的作用 催化剂的分类及应用 催化剂的发展历史 催化剂在工业生产中的重要性
习时间
使用场景
化学实验教学：帮助学生理解 化学反应原理和过程
化学课程设计：为教师提供教 学资源和参考
化学研究：为科研人员提供实 验数据和理论支持
化学竞赛：为参赛者提供理论 知识和实践操作指导
使用建议
课件内容应简洁 明了，便于学生 理解
课件应包含丰富 的实例和案例， 便于学生掌握知 识点
课件应注重互动 性，鼓励学生积 极参与
多种形式
互动性强：设 有问答、实验、 模拟等互动环 节，增强学习
效果
易于理解：采 用通俗易懂的 语言和生动的 例子，便于学
生理解
课件内容
催化剂定义
催化剂是一种能够改变化学反应速率的物质 催化剂本身在化学反应中不被消耗 催化剂可以加速化学反应的进行，提高反应效率 催化剂可以分为均相催化剂和非均相催化剂两种类型
提高公众对催化剂的认识和理 解
促进催化剂在工业、环保等领 域的应用和发展
催化剂工程导论
第一章1.催化剂的基本特性：1）催化剂能够加快化学反应速率，但本身并不进入化学反应的计量；2）催化剂对反应具有选择性，即催化剂对反应类型、反应方向和产物的结构具有选择性；3）催化剂只能加速热力学上可能进行的反应，而不能加速热力学上无法进行的反应；4）催化剂只能改变化学反应的速率，而不能改变化学平衡的位置；5）催化剂不改变化学平衡，意味着对正方向有效的催化剂，对反方向的反应也有效。
2.催化剂按工艺与工程分类：多相固体催化剂，均相配合物催化剂，酶催化剂。
3.多相固体催化剂包括：主催化剂，共催化剂，助催化剂（结构助催化剂，电子助催化剂，晶格缺陷助催化剂），载体，其他。
4.酶催化剂：高催化效率；选择性高；反应条件温和；可自动调节活性。
第二章1. 固体催化剂的制备所需的单元操作：溶解，熔融，沉淀，浸渍，离子交换，洗涤，过滤，干燥，混合，成型，焙烧和还原。
2. 工业催化剂的传统制造方法：沉淀法，浸渍法，混合法，离子交换法，热熔融法。
3. 沉淀法分为：单组分沉淀法，共沉淀法，均匀沉淀法，浸渍沉淀法，导晶沉淀法。
4. 沉淀剂的选择原则：1）尽可能使用易分解挥发的沉淀剂；2）形成的沉淀物必须便于过滤和洗涤；3）沉淀剂的溶解度要大；4）沉淀物的溶解度应很；5）沉淀剂必须无毒，不应造成环境污染。
5. 沉淀带入的杂质的原因：表面吸附，形成混晶，机械包藏。
6. 沉淀形成的影响因素：浓度，温度，PH值，加料方式和搅拌强度。
7. 浸渍法：过量浸渍法，等体积浸渍法，多次浸渍法，浸渍沉淀法，喷洒流化法浸渍法，蒸汽相浸渍法。
8. 成型方法：压片成型，挤条成型，喷雾成型，转动成型。
9. 焙烧的目的：1）通过物料的热分解，除去化学结合水和挥发性物质（如CO2、NO2、NH3），使之转化为所需的化学成分，其中可能包括化学价态的变化；2）借助固态反应、互溶、再结晶，获得一定的晶型、微粒粒度、孔径和比表面积等；3）让微晶适度地烧结，提高产品的机械强度。
催化剂ppt课件
相转移催化剂的分类 1、聚醚 链状聚乙二醇:H(OCH2CH2)nOH 链状聚乙二醇二烷基醚:R(OCH2CH2)nOR 2、环状冠醚类：18冠6、15冠5、环糊精等。 3、季铵盐：常用的季铵盐相转移催化剂是苄基三乙基氯化铵〔TEBA〕、四丁基溴
化铵、四丁基氯化铵、四丁基硫酸氢铵〔TBAB〕、三辛基甲基氯化铵、十二烷 基三甲基氯化铵、十四烷基三甲基氯化铵等。 4、叔胺:R4N X ,吡啶,三丁胺等。 5、季铵碱〔其碱性与氢氧化钠相近〕易溶于水，强吸湿性。 6、季膦盐
2
3.1.1 催化剂 催化作用：由于催化剂的介入而加速反响进展的景象称为催化作用。 催化剂有正、负两类 正催化剂加速化学反响速率。 负催化剂抑制反响的进展。如：钢铁氧化的缓蚀剂，阻止塑料老化的防老化剂。
3
3.1.2 催化作用 在催化剂参与下的化学反响。在催
化反响中，催化剂与反响物发生化 学作用，改动了反响途径，从而降 低了反响的活化能，这是催化剂得 以提高反响速率的缘由。
27
3.5.1 酶及其分类 酶，一类由生物体产生的具有高效和专注催化功能的蛋白质。酶催化剂和活细胞
催化剂均可称为生物催化剂。在生物体内，酶参与催化几乎一切的物质转化过程， 与生命活动有亲密关系；在体外，也可作为催化剂进展工业消费。酶有很高的催 化效率，在温暖条件下〔室温、常压、中性〕极为有效，其催化效率为普通非生 物催化剂的109～1012倍。酶催化剂选择性〔又称作用专注性〕极高，即一种酶 通常只能催化一种或一类反响，而且只能催化一种或一类反响物(又称底物)的转 化，包括立体化学构造上的选择性。与活细胞催化剂相比，它的催化作用专注， 无副反响，便于过程的控制和分别
15
相转移催化剂
季铵、鏻、砷、锍盐、叔胺、冠醚、开链醚及负离子化合物
化铵、四丁基氯化铵、四丁基硫酸氢铵〔TBAB〕、三辛基甲基氯化铵、十二烷 基三甲基氯化铵、十四烷基三甲基氯化铵等。 4、叔胺:R4N X ,吡啶,三丁胺等。 5、季铵碱〔其碱性与氢氧化钠相近〕易溶于水，强吸湿性。 6、季膦盐
2
3.1.1 催化剂 催化作用：由于催化剂的介入而加速反响进展的景象称为催化作用。 催化剂有正、负两类 正催化剂加速化学反响速率。 负催化剂抑制反响的进展。如：钢铁氧化的缓蚀剂，阻止塑料老化的防老化剂。
3
3.1.2 催化作用 在催化剂参与下的化学反响。在催
化反响中，催化剂与反响物发生化 学作用，改动了反响途径，从而降 低了反响的活化能，这是催化剂得 以提高反响速率的缘由。
27
3.5.1 酶及其分类 酶，一类由生物体产生的具有高效和专注催化功能的蛋白质。酶催化剂和活细胞
催化剂均可称为生物催化剂。在生物体内，酶参与催化几乎一切的物质转化过程， 与生命活动有亲密关系；在体外，也可作为催化剂进展工业消费。酶有很高的催 化效率，在温暖条件下〔室温、常压、中性〕极为有效，其催化效率为普通非生 物催化剂的109～1012倍。酶催化剂选择性〔又称作用专注性〕极高，即一种酶 通常只能催化一种或一类反响，而且只能催化一种或一类反响物(又称底物)的转 化，包括立体化学构造上的选择性。与活细胞催化剂相比，它的催化作用专注， 无副反响，便于过程的控制和分别
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相转移催化剂
季铵、鏻、砷、锍盐、叔胺、冠醚、开链醚及负离子化合物
工业催化催化剂ppt
☆ 羧基加氢反应：-COOH → -CH2OH
铂族金属催化剂化工中的应用
铂（Pt）基催化剂用于一般的官能团和苯环加氢。特别是 氧化还原反应。 钯（Pd）基催化剂除用于催化加氢反应外，对偶联反应具 有催化作用。如：SUZUKI反应、Heck反应、Stille反应等。 钌（Ru）基催化剂对羰基还原及芳环加氢具有很高的催化 活性。 如：脂肪醛、脂肪酸加氢还原为脂肪醇，苯环、 杂环加氢等 氧化反应贵金属活性顺序：Pt＞Pd＞Rh 葡萄糖加氢贵金属活性顺序：Ru＞Rh＞Pd 一般加氢还原催化活性顺序： Pt＞Pd＞Rh 喹啉加氢反应的催化活性顺序：Ru﹥Pd﹥Pt﹥Ir
贵金属催化剂
定义 以单一或多种贵金属以不同价态构成主活性组分的催化剂。 构成
CeO2、 TiO2、ZrO2、 La等
单质：Pt、Pd、 Pt-Pd、Pd-Ru、
Ag…
氧化物：PtO2、
Rh2O3…
Al2O3、SiO2、
配合物
Pd（PPh3）3…
纳米碳纤维、 堇青石等
贵金属催化剂的特点
☆ 易吸附反应物，催化活性高 ☆ 生成热小，对氧和氢的结合力弱，脱附快
☆ 热稳定性好，适用温度范围大
☆ 化学稳定性高，不易被氧化还原，不易被腐蚀
☆ 具有多种催化活性（如光催化、电催化等）
贵金属催化剂的应用
目前贵金属催化剂主要应用于以下三个领域：
绿色化工催化生产
加氢还原反应、氧化反应、脱氢、催化重整等
环境保护领域
汽车尾气的催化、挥发性有机废气催化、有机废水处理等
能源领域
化学燃料电池等
贵金属催化剂化工中的应用
——铂族金属催化剂
铂（Pt）基催化剂——最早在化工中被开发应用的铂族 金属催化剂、应用最广的铂族金属催化剂 钯（Pd）基催化剂在催化加氢反应中应用最广 铑（Rh）基催化剂具有反应条件温和、反应选择性高 等特点 钌（Ru）基催化剂对特定的加氢反应具有较高的催化 活性 铱（Ir）基催化剂用于航天推进剂肼分解催化。
《催化剂工程》课件
选择性高：能够选择性地催化特定反应，提高产品纯度
耐高温、高压：能够在高温、高压环境下稳定工作
活性高：能够快速反应，提高生产效率
稳定性好：在反应过程中不易分解或失效
确定目标反应：明确需要催化的反应类型和反应条件
筛选催化剂：选择合适的催化剂材料和结构
优化催化剂性能：通过实验和计算优化催化剂的活性、选择性和稳定性
能源领域：用于燃料电池、太阳能电池等过程
环境保护：用于废气、废水处理等过程
化学工业：用于合成氨、合成树脂等过程
均相催化剂：如Fenton催化剂，用于废水处理
复合催化剂：如Fenton-光催化剂，用于废水和空气净化
性质：具有较高的活性和选择性，稳定性好，易于回收和再生。
非均相催化剂：如光催化剂，用于空气净化
均相催化：催化剂与反应物质处于相同的浓度
非均相催化：催化剂与反应物质处于不同的浓度
光催化剂：在光照条件下，催化剂与反应物质发生反应
复合催化剂：由两种或两种以上催化剂组成的复合催化剂
生物催化剂：利用生物酶等生物物质作为催化剂
液体催化剂的性质：流动性好，易于运输和储存，反应速度快，效率高。
酶：生物催化剂的一种，具有高效性和特异性
单击添加标题
单击添加标题
单击添加标题
设计原则：高效、稳定、环保
设计方法：理论计算、实验验证、优化调整
设计步骤：确定反应条件、选择催化剂、优化反应参数
开发流程：实验室研究、中试放大、工业化生产
应用领域：石油化工、精细化工、环保等领域
经济性：成本低，易于生产、运输和使用
环保性：无毒、无污染，符合环保要求
工业应用：将优化后的催化剂应用于实际生产中，并进行性能评估和优化
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耐高温、高压：能够在高温、高压环境下稳定工作
活性高：能够快速反应，提高生产效率
稳定性好：在反应过程中不易分解或失效
确定目标反应：明确需要催化的反应类型和反应条件
筛选催化剂：选择合适的催化剂材料和结构
优化催化剂性能：通过实验和计算优化催化剂的活性、选择性和稳定性
能源领域：用于燃料电池、太阳能电池等过程
环境保护：用于废气、废水处理等过程
化学工业：用于合成氨、合成树脂等过程
均相催化剂：如Fenton催化剂，用于废水处理
复合催化剂：如Fenton-光催化剂，用于废水和空气净化
性质：具有较高的活性和选择性，稳定性好，易于回收和再生。
非均相催化剂：如光催化剂，用于空气净化
均相催化：催化剂与反应物质处于相同的浓度
非均相催化：催化剂与反应物质处于不同的浓度
光催化剂：在光照条件下，催化剂与反应物质发生反应
复合催化剂：由两种或两种以上催化剂组成的复合催化剂
生物催化剂：利用生物酶等生物物质作为催化剂
液体催化剂的性质：流动性好，易于运输和储存，反应速度快，效率高。
酶：生物催化剂的一种，具有高效性和特异性
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设计原则：高效、稳定、环保
设计方法：理论计算、实验验证、优化调整
设计步骤：确定反应条件、选择催化剂、优化反应参数
开发流程：实验室研究、中试放大、工业化生产
应用领域：石油化工、精细化工、环保等领域
经济性：成本低，易于生产、运输和使用
环保性：无毒、无污染，符合环保要求
工业应用：将优化后的催化剂应用于实际生产中，并进行性能评估和优化
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主要中文参考期刊
化工学报 催化学报 石油学报（石油加工） 石油化工 分子催化 精细化工 天然气化工 燃料ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ学学报
工业催化 高等学校化学工程学 报 化学反应工程与工艺 应用化学 化工进展 化学工业与工程 物理化学学报
第一章 催化剂工程概论
1． 催化剂工程课程的内容概述 2． 对于工业催化剂的基本要求 3. 催化科学与工程学科的发展趋势
9. G.Ertl, H.Knözinger, J.Weitkamp Ed., Handbook of Heterogeneous Catalysis, Wiley-VCH, Vol.1-Vol.5, 1998
主要英文参考期刊
Applied Catalysis, A Generals Applied Catalysis, B Environmental Catalysis Today Journal of Molecular Catalysis,A Chemical Journal of Molecular Catalysis,B Enzymatic Catalysis Communications Catalysis Letters Journal of Catalysis Catalyst Review—Science and Engineering Chemical Engineering Science
对于每个反应来说,最终平衡位置只取决
于总体反应热力学。
对工业催化剂的基本要求
催化剂工程
CATALYST ENGINEERING
催化剂工程
CATALYST ENGINEERING
课程编号： S207C044 学时数： 40 学分数： 2 进度安排： 第5周 – 第15周
（9月22日 至 12月3日） 学习方法： 讲课，习题，考试 考试时间： 12月8日下午2:00-4:00
4. 闵恩泽，工业催化剂的研制与开发，中国石化出版社， 1997
5. 朱炳辰，催化反应工程，中国石化出版社，2000
6. 潘履让 固体催化剂设计和制备，南开大学出版社， 1993
7. 王尚弟 孙俊全，催化剂工程导论，化学工业出版社， 2001
主要参考书
8．Thomas,J.M., Thomas,W.J., Principles and Practice of Heterogeneous Catalysis, VCH Verlag, 1997
一．催化剂工程课程的内容概述
l 1.催化剂工程概论 l 2.工业催化剂的设计 l 3.工业催化剂的制造技术 l 4.催化反应工程与工业催化反应器 l 5.工业催化剂的应用技术 l 6.工业催化剂的开发过程实例
二．对工业催化剂的基本要求
1. 从使用角度的要求：
活性（Activity） 选择性 (Selectivity) 稳定性和寿命(Stability, Service life)
主要参考书
1. Satterfield, C.N.,庞礼 等译，实用多相催化，北京大 学出版社，1990
2. Satterfield, C.N., Heterogeneous Industrial Catalysis in Practice, 2nd Edition, 1994
3. 黄仲涛 等，工业催化剂设计与开发， 华南理工大学 出版社，1991
对工业催化剂的基本要求
时空收率 (Space-Time Yield )
单位时间,单位催化剂用量(体积)所 得到的目的产物的摩尔数。
Yv,t = nB / V • t
[mol/cm3•h]
nB 目的产物的摩尔数,
V 催化剂体积,
t 反应时间
对工业催化剂的基本要求
2. 选择性 (Selectiity)
rs = S-1•dNA/dt
[mol/cm2•h]
rw 单位催化剂重量、单位时间转化的摩尔数
rw = W-1•dNA/dt
[mol/g•h]
rv = r •Sg ； rs = r • rw r 堆密度，Sg 比表面积
对工业催化剂的基本要求
l 转 化 数 ： （ Number of Turnover, TON, Turnover Frequency, TOF）
对工业催化剂的基本要求
1． 活性: （Activity）
反映工业催化剂在实验室模拟工业生产条件下促进原 料转化的能力。
对于固体催化剂而言，
反应速率：(Rate of reaction) A → B
rv 单位催化剂体积、单位时间转化的摩尔数
rv = V-1•dNA/dt
[mol/cm3•h]
rs 单位催化剂表面积、单位时间转化的摩尔数
形状与大小 (Shape and Size) 机械强度(Mechanical Strength) 化学组成 (Chemical Composition) 比 表 面 积 和 孔 体 积 等 (Specific Surface Area, Pore Volume etc.)
导热性、比热等（Thermal Properties）
｝ Fe,Co羰基化合物
Ni/Al2O3
对工业催化剂的基本要求
环己烯 → C4H6 + C2H4
800℃, 无催化剂
→C6H6 (苯) + 2H2
>300℃, Pd
→C6H6 (苯) + 2 C6H12 <<300℃, Pd
→C6H6 (苯) + 2H2O <<300℃, O2, Pd
→裂解氧化物混合产物 400℃, O2
单位时间、单位表面积上每个催化 活性中心（活性位）上转换A→B反应的 次数。
rS = S-1•dn/dt
[m-2•h-1]
对工业催化剂的基本要求
转化率（Conversion） xA= NA/NA0•100%
NA 经反应转化的A的摩尔数 NA0 进料中的A的摩尔数
(DT = T - T平衡) (T 固定，达到给定转化率所需空速)
很多情况下,与原料处于平衡的热力学可能 的产物很多,但往往只有一种是希望的目的产物。
主要决定于催化剂的功能，也部分取决于热 力学平衡。
CO + H2 → CH3OH
ZnO/Cr2O3, CuO/ZnO/Al2O3
→ CH3(CH2)nOH
Rh络合物
→ C2nH2n
Fe,Co羰基化合物
→ CnH2n+2 → CH4