工业催化复习

工业催化课程 总结 初级经济法重点总结下载党员个人总结TXt高中句型全总结.doc高中句型全总结.doc理论力学知识点总结pdf ：第二章：1.催化剂只能加速反应达到平衡，而不改变平衡常数，因此可逆反应的正逆反应速率常数之比k正/k逆保持不变。2.根据催化作用以及催化剂定义和特征分析，有三种重要的催化指标：活性、选择性和稳定性。3.助催化剂是催化剂的辅助成分，按作用机理可分为结构型和电子型两类。4.助催化剂除促进活性组分的功能以外，也可以促进载体功能。5.将活性组分用不同 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 负载于载体上，可以使催化剂获得大的活性表面和适宜的孔结构。6.催化剂的机械强度与载体的材质、物性及制法有关。7.活性是指催化剂影响反应进程变化的程度。对于固体催化剂，工业上常采用给定温度下完成原料的转化率来表达8催化剂的稳定性，是指它的活性和选择性随时间变化的情况。9工业催化剂的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。10.均相催化是指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。11.均相催化目前研究发展的主攻方向之一是将均相催化剂固载化，方法是将活性组分金属原子锚定在有机高聚物和无机高聚物上。考核要求：1、掌握催化作用的定义与特征；2、掌握催化剂的组成与载体的功能；3、掌握化工生产对工业催化剂的要求；4、理解均相催化剂的特征。第三章：1.固体催化剂的表面键合能力强烈依赖于表面及其形貌特征，它们又关联到体相的物理和化学性质。对于金属催化剂，则主要关注的是立方结构和六方密堆结构；对于非金属型催化剂，则需要关注更为复杂的结构。2.催化所关注的金属多属bcc和Fcc晶体结构型，而催化剂载体材料一般采用绝缘体，如金属氧化物等。4.多相催化反应过程中的化学过程与催化剂的表面结构、性质和反应条件有关，也称化学动力学过程。5．外扩散速率的大小及其施加的影响，与流体的流速、催化剂颗粒粒径以及传递介质的密度、黏度有关。实际上仅根据气流线速和粒径就可以做出判断。6.由于催化反应经受着内、外扩散的限制，常使观测的反应速率较之催化剂本征的反应速率要低，故存在一个效率因子问题。7.发生化学吸附的原因，是由于位于固体表面的原子具有自由价，这些原子的配位数小于固体内原子的配位数，使得每个表面原子受到一种内向的净作用力，将扩散到其附近的气体分子吸附形成化学键。8.达到平衡时的气体吸附量称为平衡吸附量，它是吸附物系（包括吸附剂和吸附质）的性质、温度和压力的 函数 excel方差函数excelsd函数已知函数     2 f x m x mx m      2 1 4 2拉格朗日函数pdf函数公式下载 。9.对于给定的物系，在温度恒定和达到平衡的条件下，吸附量与压力的关系称为吸附等温式或称吸附平衡式，绘制成的曲线称为吸附等温线。吸附等温式有经验式和理论式两类。10.分子吸附在催化剂表面上，与其表面原子间形成吸附键，构成的分子的吸附态。吸附键的类型可以是共价键、配位键或离子键。11.金属表面积的测定可以采用气体化学吸附法和吸附-滴定法。考核要求：1、理解固体催化剂的结构基础；2、掌握多相催化的反应步骤；3、理解吸附等温线；4、理解金属表面上的化学吸附；5、理解氧化物表面上的化学吸附；6、了解分子表面化学。第四章：1.固体酸催化剂中最具影响的是分子筛型催化剂，其次是硫酸盐型酸性催化剂。2.固体酸强度的测定，主要有两种方法，即用指示剂的胺滴定法和气态碱吸附、脱附法。3.通过吸附和催化行为的研究表明，碱土金属氧化物表面上存在有四种强度不同的碱活性位，即羟基和活性位Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ。4.影响酸位和碱位产生的因素有：二元氧化物的组成、制备方法和处理温度。6.固体酸强度与催化活性和选择性的关系：固体酸催化剂表面不同强度的酸位有一定分布。不同酸位可能有不同的催化活性。强酸位催化异构化反应的活性部位，弱酸位是催化脱水反应的活性部位。固体酸催化剂表面上存在着一种以上的活性部位，是它们的选择性特征所在。7.固体超强酸催化剂制备方法主要有浸渍法、机械混合法和凝胶法等。8.固体超强酸催化剂的失活原因9.固体超强酸的改性主要有以下几个方面：其他金属或金属氧化物改性、稀土元素改性、纳米技术改性和分子筛改性。10.固体超强碱的研究中，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强度方面。12.固体杂多酸催化剂有三种形式：纯杂多酸、杂多酸盐（酸式盐）和负载型杂多酸（盐）13.杂多酸化合物和催化作用最密切相关的两种化学性质是酸性和氧化还原性。14.导致择形催化选择性的机理有两种：一种是由孔腔中参与反应的分子的扩散系数差别引起的，称为质量传递选择性；另一种是由催化反应过渡空间限制引起的，称为过渡态选择性。15.择形催化共有以下四种不同的形式：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。16.金属催化剂是一类重要的工业催化剂，主要包括块状金属催化剂和分散或负载形的金属催化剂、合金催化剂、金属互化物催化剂、金属簇状物催化剂等17.研究金属化学键的理论方法有三种：能带理论、价健理论和配位场理论。18.从催化反应的角度看，d带空穴的存在，使其有从外界接受电子和吸附物种并与之成键的能力。19.非晶态合金催化剂的特性主要有短程有序、长程无序和调整组成。20.非晶态合金催化剂的制备方法主要有以下几种：液态骤冷法、化学还原法、电化学制备法、浸渍法。21.通过催化反应和膜分离技术相结合来实现反应和分离一体化的工艺，就是所谓的膜催化技术。21.金属氧化物催化剂主要催化的反应类型是烃类选择氧化型，反应系高放热的，故在操作条件上分为“燃料过剩型”或“空气过剩型”两种。22.络合催化中的关键反应步骤主要有：配位不饱和与氧化加成、穿插反应、β-氢转移和配位体解离和配位体的交换。23.络合催化中配位场的影响最显著的有：空位概念和模板效应、反式效应。24.汽车尾气净化采用的催化剂目前广泛使用的是三效催化剂，其构成主要由载体涂层和活性组分所组成25.实验研究测出，不同金属催化同位素交换反应的速率常数与对应金属的d%有较好的线性关系。26.金属催化剂对反应的选择性，可通过合金化加以调变。27.在多相金属和半导体氧化物催化剂的研制中，常采用添加少量助催化剂以调变主催化剂的Ef位置，达到改善催化剂活性、选择性的目的。28.化学吸附氢与硫化物表面反应的机理：先生成硫化氢和一个阴离子空位，然后是有机硫化物的化学吸附，导致表面的再硫化，这与催化氧化的Redox机理相似。29.络合催化的一个重要特征，是在反应过程中催化剂活性中心与反应体系始终保持着化学结合（配位络合）考核要求：1、掌握酸碱催化剂、非纳米分子筛催化剂、金属催化剂、金属氧化物催化剂、金属硫化物催化剂的定义、性质及催化作用；2、理解各类催化剂的结构构型；3、了解金属簇状化合物、非晶态合金、杂多化合物、络合物催化剂的催化作用。第五章1.三效催化剂在操作条件下可同时将发扬中的CO、HC、和NOX净化处理，达到环保要求的限制标准。2.三效催化剂的载体目前广泛使用的为块状式的，材质有陶瓷和合金两大类，最常用的陶瓷材料为多孔堇青石。合金载体有不锈钢、Ni-Cr、Fe-Cr-Al等材料。3.三效催化剂的载体表面通常再复合一层高比表面积的无机氧化物的涂层，也称第二载体。涂层材料必须满足以下要求：⑴有较高的热稳定性；⑵增强涂层中某重要组分的热稳定；⑶协助或改善某些催化组分的功能。4.目前三效催化剂普遍采用Pt、Rh、Pd贵金属作活性组分。5.静态污染源有多种类型，发电厂的烟囱排放气、各类工业生产过程的排放气、垃圾废弃物焚烧发电的排放气、民用燃烧排放气等。6.原子经济性：美国斯坦福大学BarryTrost教授提出了绿色化学下的原子经济的概念。最理想的原子经济是全部反应物的原子嵌入期望的最后产物中，不产生任何废弃物，实现零排放，这时的原子经济百分数便是100％。7.选择性催化还原方法（SCR）是对下游工质的一项处理工艺。其原理就是在含有NOx的尾气中喷入氨，尿素或者其它含氮化合物，使其中的NOx还原成N2和水。还原反应在较低的温度范围内进行，需要催化剂，称之为选择性催化还原（SCR）。8.工业废液的催化净化技术（CWAO）催化湿空气氧化法9.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。跃迁电子和正空穴极不稳定，极易使周围物质氧化或还原。（紫外光照射）每个TiO2粒子都是小型化学电池，表面有许多阳、阴极将电子、空穴传递给吸附于表面的分子、离子进行氧化还原反应。10.光催化就是光触媒在外界可见光的作用下发生催化作用。一般是多种相态之间的催化反应。考核要求：1、了解环境经济的提出和环境友好概念的产生；2、掌握典型空气污染治理的催化技术；3、掌握典型工业废液的催化净化技术；4、了解大气层保护与催化技术；5、了解环境友好的催化技术；6、了解光催化在环境科学中的应用和光催化环保功能材料。第六章1.金属氢化物贮存氢能主要有三种方式：氢气燃料贮存、电化学能贮存、热能形式贮存。2.低温燃料电池包括碱性燃料电池、质子交换膜燃料电池、和磷酸燃料电池。3.PEMFC即质子交换膜燃料电池采用质子传导的聚合物膜作电解质，该膜将氢离子从阳极传导到阴极。4.DMFC即直接甲醇燃料电池，是基于PEMFC技术的低温电池的一种特殊形式，其操作温度取决于系统和所用的电解质。5.燃料电池的应用前景主要有⑴电力生产⑵电池汽车动力⑶其他特种用途。6.生物质利用途经考核要求：1了解当前能源结构及存在的问题，能源、能源载体和转换路线，资源、环境对能源开发的制约，经洁净技术处理的清洁能源，天然气能源；2理解氢能及氢经济，燃料电池3了解煤的新作用，生物质能源。第七章1.茂金属催化剂一般由过渡金属的茂基、茆基、芴基等配合物与甲基铝氧烷组成。2.有序介孔固体作为催化剂的显著特征之一是多方面修饰的可能性，通过修饰调整表面功能性，即掺和催化功能或改变组成构造特性以适用于催化应用。3.非晶态合金催化材料多由过渡金属和类金属物质组成。4.茂金属催化剂，是以茂金属为基础的催化剂，也通常被称为“单活性中心催化剂”，与传统的Z-N催化剂的主要区别在于活性中心的分布。实际上，茂金属催化剂是双组分和多组分混配型催化剂体系，主要是由第Ⅳ族过渡金属化合物和助催化剂组成。5.茂金属催化剂有三种结构：⑴以两个环戊二烯基夹持过渡金属的烷基化合物或卤化物，其中环戊二烯基可用双茂基或双芴基取代；⑵桥链结构式茂金属催化剂，用两个烷基连接环结构，防止环旋转；⑶限制几何结构式茂金属催化剂，采用一个环戊二烯，用氨基取代另一个环戊二烯，然后用烷基或硅烷基桥链。6.MAO（甲基铝氧烷,分子式[-Al(CH3)O-]n）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。7.茂金属催化剂的特征，（1）聚合活性极高（2）活性中心单一均相茂金属催化剂活性寿命长，在空气中稳定。8.非茂后过渡金属烯烃聚合催化剂特点活性中心单一可裁剪聚合物支链可与极性官能团的单体聚合（茂金属催化剂不能）允许L碱存在（L碱对zigler-natta催化剂是毒物）9.多孔材料分三类：微孔（孔径小于2nm）、介孔（孔径在2－50nm）和大孔（孔径大于50nm）材料。微孔材料家族中最出名的一类是分子筛，具有窄而均匀的微孔分布，是由其结晶确定的孔系决定的。微孔——<2nm分子筛最著名介孔——2nm-50nm大孔——>50nm10.传统微孔分子筛也有局限性，当涉及大分子反应物时，如精细化学品合成中常是大分子液相系统，微孔固体的传质限制极为苛刻。为促进反应物分子扩散到活性位，必须扩孔。一种重要的研究思路是扩大微孔到介孔范围，有利于大分子进入孔内反应。11.制备介孔材料催化剂的策略，（1）沉积或负载在介孔材料上（2）在硅骨架网络中引入Al、B、Fe、Ti等杂原子。（3）将金属络合物型催化剂络合到介孔材料表面，形成表面修饰介孔催化剂（4）合成非硅介孔材料12.非晶态合金催化材料多由过渡金属和类金属（B、P、Si）组成，在特殊条件下使原子排列成短程有序而长程无序的状态，形成类似于玻璃结构的非晶态合金，又称金属玻璃。制备方法有：液态骤冷法和化学还原法。13.膜催化材料分为金属膜、多孔陶瓷膜、多孔玻璃膜、碳膜等无机膜，还有有机高分子聚合膜，复合膜和表面改性膜等。考核要求：1、掌握茂金属聚合催化剂与新型聚合材料2、了解非茂后过渡金属烯烃聚合催化剂的研究进展、有序介孔催化材料、非晶态合金催化材料、膜催化材料第八章1.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。2.生物酶的化学模拟可以从两个方面入手，一方面是寻找酶结构的相似性；另一方面是寻求酶功能化的酶模型。3.生物催化反应的特征（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）4.酶催化过程——先接触底物，再与底物形成复合体5.影响酶催化反应的多种因素（1）温度——影响速率及酶变（酶有最适宜温度）（2）PH值——影响酶及底物的解离、酶分子构象及活性（3）激活剂——酶及酶原都可以被激活激活剂可以是金属离子或某些阴离子（4）抑制剂——降低酶活性或使之失活（可逆、不可逆两类）6.酶的几种影响情况失活作用：次级键被破坏，导致空间构像变化，酶蛋白变质抑制作用：酶的必需基团受某种化学物质影响，导致活性降低去激活作用：用螯合剂可去除能激活酶的金属离子考核要求：1了解生物催化剂的类别、生物催化技术的应用与意义生物催化的发展趋势2掌握生物催化反应的特征、酶的系统分类和系统命名、影响酶催化反应的多种因素3理解酶的功能与反应动力学第九章1.沉淀法制备催化剂是借助沉淀反应，用沉淀剂将可溶性的催化剂组分转化为难溶化合物，再经分离、洗涤、干燥、焙烧、成型等工序制得成品催化剂。2.沉淀法制备催化剂的后处理工序主要有过滤、洗涤、干燥、焙烧、成型和还原等操作。3.催化剂的成型方法通常有破碎、压片、挤出、滚动、凝聚成球及喷雾。4.影响催化剂还原的因素有：还原温度、气氛、还原气体的空速与压力以及催化剂的组成与粒度等。5.浸渍法制备催化剂是将载体浸泡在含有活性组分（主、助催化剂组分）的可溶性化合物溶液中，接触一段时间后除去过剩的溶液，再经干燥、焙烧和活化，即可制得催化剂。6.浸渍法制备催化剂的方法主要有过量溶液浸渍法、等体积溶液浸渍法、多次浸渍法、蒸气浸渍法。7.催化剂的寿命和活性随时间变化的规律大体上可分为三个阶段：成熟期、稳定期、衰老期。8.催化剂的活性和选择性可能由于外来物质的存在而下降，这种现象称作催化剂的中毒，而外来的物质则称作催化剂毒物。9.催化剂的中毒过程分为可逆的和不可逆的。如果从反应混合物中除去毒物后，被毒化的催化剂与纯反应物接触一段时间后，就恢复了初始的化学组成和活性，则通常认为中毒是可逆的。10.温度对中毒作用也有影响，在某个温度下属于不可逆毒化作用的物质，在较高的温度下可能转变为可逆的。11．已中毒的催化剂常常可以观察到它对催化的这个反应失去催化能力，但对另一个反应仍具有催化活性，这种现象称作催化剂的选择性中毒。12.催化剂产生积炭的原因很多，通常是催化剂导热性不好或孔隙过细时容易发生，又常称为结焦。13.催化剂的再生是在催化活性下降后，通过适当的处理使其活性得到恢复的操作，工业上常用的再生方法有以下几种：蒸汽处理、空气处理、通入氢气或不含毒物的还原性气体、用酸或碱溶液处理。14.催化剂再生的操作可以在固定床、移动床或流化床中进行。再生方式取决于多种因素，但首要的是取决于催化剂活性下降的速率。15.混合法制备催化剂是将几种组分用机械混合的方法制成多组分催化剂。又分为干法和湿法两种。16.离子交换法是利用载体表面上存在可进行交换的离子，将活性组分通过离子交换（通常是阳离子交换）交换到载体上，然后再经过适当的后处理，如洗涤、干燥、焙烧、还原，最后得到金属负载型催化剂。17.熔融法制备催化剂是在高温条件下进行催化剂组分的熔合，使其成为均匀的混合体、合金固溶体或氧化物固溶体。18.催化剂制备技术的新进展主要体现在微乳液技术、溶胶-凝胶技术、超临界技术、膜技术等方面。19.在填装工业固定床反应器时，要注意两个问题：一是要避免催化剂从高处落下造成破损；二是在填装床层时一定要分布均匀。20.催化剂的升温与还原实际上是其制备过程的继续，是投入使用前的最后一道工序，也是催化剂形成活性结构的过程。在此过程中，既有化学变化也有宏观物性的变化。考核要求：1、了解催化剂制备技术的新进展2、掌握工业催化剂的制备、工业的催化剂的使用第十章1.工业催化剂的开发研究分两种情况，一种是全新工艺过程开发的催化剂，从构思开始都是全新的；另一种是在已有催化剂的基础上加以更新改造。2.一种催化过程的 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 ，包括催化剂在内，在原则上可以区分成三个不同的层次，第一个层次是在原子、分子水平上设计催化剂的活性组分、活性位，主要涉及催化材料化学和催化原理；第二个层次是在介观尺度上设计催化剂粒子的大小、形貌和表面与孔结构；第三个层次是在宏观的尺度上设计催化反应的传递过程和反应器。3.熔融块状催化剂的设计，主要控制两个方面，一是组成物料的熔融过程；二是原子分散体系的精心控制固相化。4.在某些情况下，可以从吸附热的数据去推断催化剂的活性。5.通常对反应分子具有中等强度吸附的固体表面具有良好的催化活性。6.确定助催化剂（1）最广泛使用的方法是采用最新发展的分析技术研究催化剂表面和表面上所发生的化学反应，——试图找到活性中心或反应中间体，通过添加组分和改变催化剂的方法，使反应沿着需要的途径，以最佳状态顺利进行（2）另一种间接的方法是设计一种具有特定骨架结构的催化剂，研究其中可以控制的部分，——鉴别不同添加剂和已知中间体的作用，研究影响活性和选择性的因素，以便使催化剂获得最佳性能7.骨架金属催化剂，是将具有催化活性的金属和铝或硅制成合金，再用氢氧化钠溶液将铝或硅溶解掉，形成的金属骨架。工业上常用的有：骨架镍催化剂和骨架铜催化剂。8.制备负载催化剂的关键步骤：确定活性组分/活性组分前驱物；将活性组分前驱体以分散的形式沉积在事先选定的载体上；将前驱态转变(经焙烧与还原过程)成所希望的催化活性态9.计算机辅助催化剂设计的目的有二：寻求、编排和分析有用信息，以求得到这些有用知识的合理再构，使其能够直接用于催化剂设计；增强数值计算的能力和加快速度，以发展催化剂设计的工具考核要求：1、了解工业催化剂的设计方法、计算机辅助催化剂设计。2、掌握催化剂的类型设计法。3、理解固体催化剂设计的新思路。第十一章1.目前“催速”寿命实验的方法有两种，第一种称为连续试验法，是考察催化剂的活性和选择性对应于运行时间的关系。第二种是中间失活法（或中间老化法）。此法是选择在适合的强化条件下处理催化剂，对处理前后的催化剂进行相同的标准测试，比较催化剂活性和选择性的差异，最后得到催化剂寿命的相关数据。2.目前在催化研究中应用最多的是连续式反应器。3.催化剂的还原必须到达一定的温度后才能进行，因此，从室温到还原开始以及从开始还原到还原终点，催化剂床层都需逐渐升温，稳定而缓慢地进行，并不断脱除催化剂表面所吸附的水分。4.表达催化剂活性参数的几种方法：（1）给定反应条件下的转化率x（2）给定转化率下的反应温度T（3）给定条件下的反应速率r（4）VSP——也不是很常用（5）动力学参数9.影响催化剂活性测定的因素壁效应、温差、外扩散、内扩散10.催化剂的宏观物性：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。11.催化剂中毒是指反应体系中存在一些有害、有毒的物质使催化剂的活性、选择性和稳定性降低或完全失去的现象。12.可逆中毒/暂时中毒：毒物与活性组分的相互作用较弱，可以用简单方法恢复催化剂活性。如合成氨铁催化剂，由氧和水蒸气所引起的中毒作用，可用加热、还原方法恢复活性；13.永久中毒/不可逆中毒：毒物与活性组分的相互作用较强，很难用一般方法恢复活性。如合成氨铁催化剂，由硫化物引起中毒作用。14.催化剂抗毒性能是指催化剂抵抗反应体系中有毒、有害物质的能力。15.通常采用三种方法对催化剂抗毒性进行评价：在原料中加入毒物使催化剂中毒后改用纯净原料，检测催化剂能否恢复活性和选择性；维持一定活性和选择性，逐渐提高毒物量；中毒催化剂再生后，检测活性和选择性的恢复程度考核要求：1、掌握催化剂活性测试的基本概念的测定、催化剂活性的测定催化剂宏观物性及其测定、工业催化剂寿命的考察。2、理解催化剂抗毒性能的评价。其他知识点1.多相催化的反应步骤2.生物催化反应的特征3.选择性催化还原4.三效催化剂载体涂层及其要求5.酶抑制剂作用及机理6.催化剂失活的主要种类及原因7.简述载体的功能8.催化剂再生及方法9.d带空穴与催化剂活性10.浸渍法制备催化剂如何进行浸渍液的配制11.简述TiO2作为光催化剂的催化原理。12.茂金属催化剂的特征及结构13.多相催化反应过程化学吸附及其特点14.催化反应中如何消除外、内扩散的影响15.离子交换树脂的催化应用实例16.丙烯脱氢环化制苯催化剂的设计17.选择性催化还原方法（SCR）及其原理18.简述钴钼加氢脱硫催化剂的活性测试原理和方法19.简述氨合成用催化剂的活性测试原理和方法20.化学吸附氢与硫化物表面反应机理21.均相络合催化剂的固载方式22.浸渍法制备催化剂浸渍液的配制要求23.为什么要进行催化剂的宏观物性测定？如何测定？24.催化剂失活的原因及使活性再生的方法25.活性组分与载体的溢流现象和强相互作用