工业催化基础催化剂的研究方法
工业催化催化剂论文
贵金属催化剂的应用XXX（XXXX院，XX级应用化工技术XXX班衡阳421002）摘要：叙述贵金属催化剂在技术经济领域中的重要地位及其应用研究发展态势，井探讨汽车尾气净化用贵金属催化剂研究进展.关键词：贵金属,合金，汽车尾气，净化概述贵金属催化剂(precious metal catalyst)一种能改变化学反应速度而本身又不参与反应最终产物的贵金属材料。
几乎所有的贵金属都可用作催化剂，但常用的是铂、钯、铑、银、钌等，其中尤以铂、铑应用最广。
它们的d电子轨道都未填满，表面易吸附反应物，且强度适中，利于形成中间“活性化合物”，具有较高的催化活性，同时还具有耐高温、抗氧化、耐腐蚀等综合优良特性，成为最重要的催化剂材料。
贵金属催化剂对于国家的经济建设与环境和公众健康有着密切的关系。
如化学工业和石油加工业的发展均取擞于催化反应，全世界85％以上的化学工业都与催化反应有关。
1930—1980年初．美国化工部门63种主要产品与34种工艺过程的革新是由化学工业带来的，其中超过60％的产品与90％的过程是基于催化过程。
一个新的催化过程商业化需要大量的投资，时问长达10一15年，催化剂的研究促使这个时间滞后减至最小。
公众对于化学品与工业排放物对环境的污染及治理生存空间状况越来越关注，许多现代化的低成本且节能的环境技术是与催化技术相关的。
汽车尾气排放控制是国际性的战略问题．美国和部分欧洲国家此项催化剂得到了很好地发展和应用，某些国家也在符合排放的指令性指标之上还要求在本世纪末尾气排放减至1／10E 。
此外，有机废物的生物降解，土壤、污水和地下水污染物处理，净化石油污染物等都与贵金属催化剂密不可分。
现代减少化学品对环境损害的三大策略是：尽可能减少废弃物、废气排放减少和整治措施，贵金属催化剂在其中将发挥巨大作用。
简史1831年英国菲利普斯提出以铂为催化剂的接触法制造硫酸，到1875年该法实现工业化，这是贵金属催化剂的最早工业应用。
炼油催化剂基础
催化剂使正反应速率常数和逆反应速率常数以相同倍数增加
关于可逆反应
根据微观可逆原理，假如一个催化反应是可
逆的，则一个加速正反应速率的催化剂也应加速
逆反应速率，以保持 K平不变（K平＝ K正/K逆）。
也就是说：同样一个能加速正反应速率控制 步骤的催化剂也应该能加速逆反应速率。
问题1：实际工业上催化正反应、逆反应 时为什么往往选用不同的催化剂？
4.了解多相催化反应的历程、扩散过程的影响
5.能正确分析造成催化剂失活的原因
本章的重点和难点
重点内容： 催化剂的基本含义； 催化剂的主要性能； 催化剂的主要组成； 催化反应及催化剂的分类 难点内容： 催化剂的主要性能； 多相催化反应的历程； 造成催化剂失活的原因。
催化剂的选择性
选择性（S%）
选择性因素（选择度）
催化剂的选择性
例：乙醇在装有氧化铝催化剂的固定床试验 反应器中脱水生成乙烯，测得每投料 0.460kg乙醇，能得到0.252kg乙烯，剩余 0.023kg未反应掉的乙醇。求算乙醇的转化 率、乙烯的产率和选择性。
稳定性与寿命
化学稳定性：在使用过程中保持其稳定的化学组成和化合状态，活性
比表面和孔结构
密度：催化剂的密度是指单位体积内含有的催化剂的质量 （或重量），常以符号ρ表示，单位是g/mL。 密度常分为堆积密度、颗粒密度以及真密度
堆
M V隙 V孔 V骨
颗
M V孔 V骨
真
M V骨
比表面和孔结构
比孔容： 单位重量催化剂颗粒内部的真正孔体积的总叫和比 孔容。常以符合Vg表示，单位是mL/g。
催化原理
课程主要内容
催化剂与催化作用基础 固体催化剂的生产技术 工业催化剂使用及表征
谈化学工业催化剂使用技术
民营科技２ １ ０ ２年第４期
谈化工工艺聚 合过程 的研 究方 向
张 锐
（ 齐化集 团有 限公 司， 黑龙 江 齐齐哈 尔 １ １０ ） ６ ００
摘 要： 目前 ， 聚 合 过 程 主要 是 研 究从 小试 放 大到 工 业 规模 的 聚 合过 程 ， 聚 合 动 力 学和 聚 合 物 系传 递 为基 础 ， 行 聚 合 反 应 器 对 以 进 操作特性的分析和放大设计、 聚合过程反应规划和技 术开发等应 用性基础研 究。 关 键 词 ： 工 ； 艺 ； 合 过 程 ； 究方 向 化 工 聚 研
由低分子单体合成聚合物的反应称为聚合反应。可分为加聚反 ２ 改进 聚 合反应 器的 性能 应和缩聚反应 ， 前者指以含有重键的低分子化合物为单体 ， 在光照 、 加 现今合成高聚物工厂单线生产能力可达每年 ５ 万吨 ， ０ 聚合反应 热或引发剂 、 催化剂等作用下 ， 打开重键而相互加成聚合成高分子化 釜的容积已达 ２ ０ 聚合过程的另—个研究方向是使昕没汁的反应 ０ｍ 。 合物的反应， 后者指以具有两个或两个以上官能团的低分子化合物为 器能够满足预定聚合物质量和产量的要求 。这将涉及操作特 性、 选择 单体 ， 通过这些官能团的反应 ， 逐步结合形成高分子化合物的反应。 按 性 、 性和安 全 胜问题 。 稳定 聚合机理或动力学可将聚合反应分为连锁聚合和逐步聚合。 目前 ， 全 ３ 搅 拌聚 合釜 的放大 设计 世界聚合物的年生产能力按体积计可与金属材料相当，并且它们以二 ８ ％以上的聚合反应器是搅拌釜 ，约 ８ 搅拌釜用作聚合反应 ０ ∞ 倍于钢铁生产的速度（ 每年增加 １ｃ 逐步代替金属 、 ７ ５ ２￣１％） 木材及水泥 器 ， 其他在一般化工 、 石油化工 、 精细化工 、 生物化工等部 门也得到广 等结构材料。对聚合过程主要是研究从小试放大到工业规模的聚合过 泛的应用。因此搅拌聚合釜的放大技术是研究聚合过程的方向之一。
工业丙烯酸催化剂研究进展__丙烯醛催化剂_汪劲松
工业催化 INDUSTＲIAL CATALYSIS
June 2013 Vol． 21 No． 6
综述与展望
工业丙烯酸催化剂研究进展 Ⅰ． 丙烯醛催化剂
汪劲松，张 剑* ，苏东风
（ 中海油能源发展股份有限公司石化分公司，广东 惠州 516086）
摘 要: 催化剂是丙烯两步气相催化氧化法生产丙烯醛和丙烯酸的核心。跟踪了国内外主要丙烯 醛催化剂专利商的研究动向，对工业生产关注的丙烯醛催化剂的研究进展进行综述，并展望丙烯醛 催化剂的发展前景。 关键词: 催化剂工程; 丙烯酸催化剂; 丙烯醛; 丙烯两步气相催化氧化法 doi: 10． 3969 / j． issn． 1008-1143． 2013． 06． 002 中图分类号： TQ426． 6； O643． 36 文献标识码： A 文章编号： 1008-1143（ 2013） 06-0005-06
降低是可逆的，通过一定条件的热处理，活性能够恢 复。催化剂通入体积分数 95% N2 － 5% O2 混合气，在 328 ℃ 反应 24 h，丙烯转化率仍然为 94． 0% ，盐浴温 度恢复为初期的 318 ℃ ，丙烯醛和丙烯酸选择性为 96． 8% ，时空收率达 213． 6 g·（ L·h） － 1 ，催化剂活 性恢复后并未改变，丙烯醛和丙烯酸选择性和时空 收率略降低，稳定性较好。
Abstract： The core of two-steps oxidation method of propene to acrolein and acrylic acid is the catalyst． The research trend of the main acrolein catalyst patentee at home and abroad was tracked． The research progress in acrolein catalyst focused by commercial production was reviewed，and its development prospects were also outlined． Key words： catalyst engineering； acrylic acid catalyst； acrolein； two steps oxidation of propene doi： 10． 3969 / j． issn． 1008-1143． 2013． 06． 002 CLC number： TQ426． 6； O643． 36 Document code： A Article ID： 1008-1143（ 2013） 06-0005-06
工业催化
绪论催化作用：是利用催化剂来加速(或减慢)化学反应速度的一种化学作用。
催化剂：一种能够改变化学反应速度，而它本身又不形成最终产物的物质。
催化科学：研究催化剂与催化过程的科学，涉及到物理、化学、材料等多类学科，是一门综合科学。
1. 催化科学的重要性催化作用是现代工业极其重要的过程，是现代世界最重要的技术之一，如果没有催化作用，现在的生活将与我们实际所看到的截然不同。
大约90%的化学品与材料是借助催化作用通过分步反应生产出来的。
1960年Sohio (the Standard Oil Company of Ohio 俄亥俄标准石油公司) 开发成功磷钼铋氧系催化剂，由丙烯氨氧化生产丙烯腈时，原有的三种丙烯腈生产方法（环氧乙烷法、乙醛法、乙炔法）都变得不再有生命力了，并且随着磷钼铋氧系丙烯氨氧化生产丙烯腈催化剂的不断改进及非磷系丙烯氨氧化生产丙烯腈催化剂的成功开发，使该法日益成熟。
丙烯腈是三大合成材料——合成纤维、合成橡胶、塑料的基本且重要的原料2. 能源化工和环境化工的兴起，为工业催化提出了新课题和新的研究领域。
能源化工：目前能转化成燃料的碳源有以下三类：原油及相关物质；煤炭；生物质。
它们的充分开发和利用有赖于催化剂。
催化燃烧是燃烧的最高境界。
与直接燃烧相比，催化燃烧温度较低，燃烧比较完全。
催化燃烧为无焰燃烧，因此适用于安全性要求高的场合，如以H2和O2为原料的燃料电池、用汽油或酒精为原料的怀炉（催化剂为浸Pt石棉）等环境保护：造成大气污染的三个主要领域，都可通过催化技术加以控制：（1）对于污染大气的可燃性气体，采用催化燃烧技术；（2）对于工业装置排放的NO X气体，可将其催化还原为氮气；（3）对于各种车辆用燃料排放气的控制。
３.新型能源光催化分解水制氢气４. 生物体内广泛存在的酶，是生物赖以生存的一切化学反应的催化剂。
酶的催化作用至今还难在生物体外实现：效率高，选择性好，反应条件温和。
今天对酶本身及对酶化学模拟的研究已成为催化研究中一个非常有吸引力的领域。
工业催化
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补其对光吸收存在的不足。
背景
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对于改性TiO2的研究方面，其反应后（尤其是液
相体系）分离回收困难的问题却一直没有有效解决。粉
末状的光催化剂回收率低，导致成本高，难以推广到实 际生产应用中去。后来科学界提出，将TiO2包覆在不同 的基体上，特别是磁性芯核上，形成的核壳结构复合纳 米材料，在尽量不影响催化活性的前提下，利用磁方法
增加、电子和空穴复合率降低，从而提高TiO2的光催化 性能。
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根据查阅的资料，研究了２１种金属离子对TiO2 光催化活性的影响，结果表明Ｆｅ3+，Ｍｏ5+, Ｒ
e5+, Ｒｕ3+，V4+，Ｒｈ３+等能提高材料光催化活
性。其中由于Ｆｅ3+/Fe2+能级靠近TiO2导带，而 Fe4+/Fe3+能级靠近TiO2价带，因此Fe3+离子的掺入 使TiO2同时具有两种势阱，既能作为电子的捕获 中心，也能作为空穴的捕获中心，所以Fe3+在掺
Fe3O4的Fe-N/TiO2磁性纳米复 合光催化剂
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目录
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背景 优势 作用机理 成果
1
1、背景
•1
光催化技术是在20世纪70年代诞生的基础纳米技
术，粉末状TiO2进行光催化氧化反应，能有效氧化水中 许多微生物，降解有机物，达到除毒、脱色、去臭直至
完全降解为CO2和H2O性TiO2光催化剂的探索
科学界提出的将TiO2包覆在不同的基体上，特
别是磁性芯核上，形成的核壳结构复合纳米材料， 在尽量不影响催化活性的前提下，利用磁方法解决 回收问题。于是带有纳米Fe3O4磁性核的介孔TiO2 复合光催化剂，以其高比表面积、易于反应物接近
铂和钼工业催化剂催化性能比较研究
铂和钼工业催化剂催化性能比较研究铂和钼工业催化剂分别是常用的催化剂，它们在化学反应中能够起到催化作用，加速反应的速率，提高反应产物的出产率。
本文将对铂和钼工业催化剂的催化性能进行比较研究，探讨它们在不同反应中的应用。
首先说一下铂催化剂。
铂是一种重要的贵金属，常用于工业催化剂中，催化剂活性高，可以应用于许多重要的化学反应中。
铂催化剂广泛应用于加氢反应、氧化反应、裂化反应和脱氮反应等多种重要反应中。
铂催化剂的优点在于它有高的催化活性和选择性，而且具有很好的耐久性，可以长期稳定的催化反应，远比氧化铝等催化剂要更加有效。
其次说一下钼催化剂。
钼是具有多种氧化态的元素，它的氧化物是一种良好的催化剂，常用于工业反应中。
钼催化剂通常具有良好的催化效果，能够加速氧化反应、水解反应、异构化反应和加氢反应等化学反应。
钼催化剂还有很好的抗毒性，能够长期稳定的催化反应，可以应用于许多需要高催化活性不需要高选择性的反应当中。
从以上介绍可以看出，铂和钼催化剂各有优劣。
铂催化剂的优点在于它具有更好的催化活性和选择性，而且具有很好的耐久性，可以长期稳定的催化反应。
钼催化剂的优点在于它具有良好的催化效果，在许多反应中能够发挥更大的催化活性，而且具有很好的抗毒性，可以长期稳定的催化反应。
同时，铂和钼催化剂在不同反应中应用也不同。
例如，在加氢反应中，铂催化剂具有更好的催化效果，因为它能够更好的活化氢分子，从而加速催化反应。
而在氧化反应中，钼催化剂具有更好的催化效果，因为它能够更好的活化氧分子，从而加速催化反应。
总之，铂和钼催化剂都是常用的工业催化剂，在化学反应中都能够发挥重要的作用。
它们的选择应根据实际需要，依据反应特点和所需催化效果的变化而做出选择。
本文只是简要介绍了铂和钼催化剂的催化性能比较，如需深入了解，仍需进行更为详细的研究。
工业催化
第二章催化作用与催化剂1、什么是催化剂？其有什么特点？⏹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。
⏹催化剂将反应物转变为产物，在循环的最终步骤催化剂再回到其原始状态。
更简单地说，催化剂是一种加速化学反应，而在其过程中自身不被消耗掉的物质。
⏹许多种类物质可用来作催化剂，包括金属、金属化合物(如金属氧化物、硫化物等)、有机金属络合物、酶或细胞等。
⏹光、电子、热及磁场等物理因素，虽有时也能引发并加速化学反应，但所起的作用一般也都不能称为催化作用（特殊的可称为电催化或光催化作用等，有专门研究）⏹引发剂与催化剂也有区别，它虽可引发和加速高分子的键反应，但在聚合反应中本身也被消耗，并最终进入了聚合产物的组成中。
⏹阻聚剂，而不适于叫负催化剂。
⏹水和其他溶剂，溶剂效应——物理作用。
2、催化作用有哪些特征？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。
⏹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）。
⏹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。
催化剂对反应具有选择性催化剂的寿命3、催化剂的组成及作用（1）主催化剂-活性组分是催化剂的主要成分--活性组分，这是起催化作用的根本性物质（2）助催化剂是加到催化剂中的少量物质（<5~10%) ，是催化剂的辅助成分，本身没有催化活性或活性很小。
可以改变催化剂的化学组成、结构、价态、酸碱性、分散度等具有提高主催化剂的活性、选择性、稳定性和寿命。
助催化剂的种类：结构性助催化剂、电子型助催化剂和晶格缺陷助催化剂（3）载体是催化剂活性组分的分散剂、支撑体，是负载活性组分的骨架。
将活性组分、助催化剂负载于载体上所制得的催化剂，称为负载型催化剂。