催化剂的情及其用意

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1固体酸催化剂及催化剂的

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铂金催化剂厂家黄页

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蜂窝式催化剂的特征是什

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什么是催化剂催化剂的根

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催化剂和催化效用的基础

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催化剂基础观念

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什么是催化剂

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催化剂品种先容

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催化感化的界说与特质

  

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催化感化的界说与特质

  ? -本章主要内容 –催化剂的基本概念和催化作用的基本特征 –催化剂的组成与功能 –工业催化剂的基本要求 2.2.1催化剂的组成 ? 工业催化剂通常不是单一的物质,而是由多种物 质组成。 ? 绝大多数催化剂有三类可以区分的组分: ? 活性组分、载体、助催化剂。 ? (1)活性组分:它是催化剂的主要成分 ? 一种物质组成:乙烯氧化制环氧乙烷的银催化剂,活性组 分就是银单一物质, ? 多种物质组成:如丙烯氨氧化制丙烯腈用的钼—铋催化剂 ,活性组分就是由氧化钼和氧化铋两种物质组合而成。 ? 活性组分的选择是首要步骤,但以经验为主。(经验,总 结,找规律) ? 分类:金属、半导体和绝缘体。 ? 分类的目的: ? 容易寻找规律性便于研究新产品,容易处理,信息便 于交流和传播(垃圾,目录) ? (2)载体:载体是催化活性组分的分散剂、粘合物 或支撑体,是负载活性组分的骨架。 ? 负载型催化剂:将活性组分、助优化剂组分负载 于载体上所制得的催化剂。 ? 载体分类:低比表积、高比表面积。 ? 比表面积:比表面积是指单位(质量)物料所具 有的总面积。分外表面积、内表面积两类。 ? 载体的影响:催化剂的活性、选择性,热稳定性 ,机械强度,关催化过程的传递特性 ? 在筛选和制造优良的工业催化剂时,需要弄清载 体的物理性质和它的功能。 ? (3)助催化剂: ? 助催化剂特点: ? 少量,辅助成分,没有活性或者活性很小,功效 大,助含量效应常比载体的含量效应敏感。 ? 增泡剂:椰油酰胺丙基氧化胺、月桂酰胺丙基氧 化胺 ? 增稠剂:纤维素醚及其衍生物类、缔合型碱溶胀 增稠剂和聚氨酯增稠剂、淀粉煮汤 ? 助催化剂作用: ? 改变催化剂的性质:化学组成、化学结构、离子 价态、酸碱性、晶格结构、表面构造、孔结构、 分散状态、机械强度等,从面提高催化剂的活性 、选择性、稳定性和寿命。 ? 促进载体功能的热稳定性。 ? 助催化剂问题复杂:元素状态加入,化合状态加 入。加入一种,加入多种,助催化剂之间发生交 互作用。 ? 助催化剂(作用机理)分类:结构型和电子型。 ? 结构型助催化剂:提高活性组分的分散性(使晶 粒分散不易烧结)、热稳定性(形成高熔点的化 合物、固熔体)、也可提高活性。 ? 电子型助催化剂:改变主催化剂的电子结构,促 进催化活性及选择性。金属的催化活性与表面电 子授受能力有关。 ? P24合成氨例子 ? 2.2.2截体的功能 ? 催化指标:活性、选择性和稳定性 ? 工艺流程的改进:先追求选择性,其次是稳定性 ,最后是活性。 ? 新开发的工艺及其催化剂:高活性、高选择性, 最后才是稳定性。 ? 2.2.2截体的功能 ? (1)提供有效的表面和适宜的孔结构 ? (2)增强催化剂的机械强度,使催化剂具有一定 的形状 ? (3)改善催化剂的传导性: ? (4)减少活性组分的含量 ? (5)载体提供附加的活性中心 ? (6)与活性组分发生相互作用 ? ? ? ? ? ? (1)提供有效的表面和适宜的孔结构 载体特点:高熔点物,热稳定,一定的宏观结构,(相 对价格低) 活性组分:一般无以上特点 催化剂需要一定的宏观结构(由载体决定):比表面、 孔结构、孔隙率、孔径分布等, 载体的作用:提供有效的表面(维持活性组分高度分散 ),适宜的孔结构。 降低催化剂的烧结和聚集;对催化剂的活性和选择性会 有很大的影响 分散度:指催化剂表面上暴露出的活性组分的原子数 占该组分在催化剂中原子总数的比例 ? ? (2)增强催化剂的机械强度,使催化剂具有一定的 形状: ? 催化剂的机械强度:抗磨损、抗冲击、抗重力、 抗压和适应温变、相变的能力。 ? 机械强度高的催化剂,能够经受住颗粒之间、颗粒与气流 、器壁之间的磨损,催化剂运输、装填时的种击,自身的 重量负荷,温变、相变所产生的应力,颗粒孔隙中结焦产 生膨胀等而不致破裂或粉碎。 ? 机械强度差的催化剂,由于上述种种过程导致其破裂或粉 化,导致流体分布不均,增加床层阻力,乃至被迫停车。 ? (3)改善催化剂的传导性(热传导) ? 为了适应工业上强放(吸)热反应的需要,栽体一 船应具有较大的热容和良好的导热性,使反应热 能迅速传递出(进)去,避免局部过热而引起催化 剂的烧结和失活,或设备损坏还可以避免高温下 的副反应,从而提高催化剂的选择性。 ? (4)减少活性组分的含量: ? 使用贵金届(加Pt、Pd、Rh等)催化剂时,采用栽 体格活性组分高度分散,减少用量有重要意义。 ? 降低烧结和聚结。 ? (5)载体提供附加的活性中心: P26 , ? (6)与活性组分发生相互作用 ? 溢流现象:定义、必要条例P26 ? 强相互作用 ? 2.3 对工业催化剂的要求 ? 三个方面的基本要求: ? 活性、选择性和稳定性或者说寿命。 ? 其他要求:环境友好、生物相容、粒度大小和外 形、导热性能、比热容、制造工艺、重现性、再 生性 ? 2.3.1 活性和选择性指标 ? 活性:指催化剂影响反应进程变化的程度。 ? 活性的表达方式: ? 给定温度下完成原料的转化率来表达;活性越高 ,原料转化率的百分数越大。 ? 完成给定的转率所需要的温度表达,温度越低活 性越高。 ? 完成给定的转化率所需要的空速表达空速越高活 性越好。 ? 空速是指单位时间里通过单位催化剂的(原料)的量,它反 应了装置的处理能力。 空速有两种表达形式,一种是体积空速,另一种是质量空速。 体积空速=原料体积流量(20℃,m3.h-1)/催化剂体积(m3) 质量空速=原料质量流量(㎏.h-1)/催化剂质量(kg) 空速的最终单位是h-1,反映的是物料在催化剂床层的停留时 间: 空速越大,停留时间越短,反应深度降低,但处理能力增大; 空速越小,停留时间越长,反应深度增高,但处理能力减小。

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