工业催化-复习要点-丁春华剖析VIP免费

工业催化-复习提要1催化剂和催化作用（1)催化剂是一种能够改变化学反应速率而不改变化学反应热力学平衡位置，且本身在化学反应中不被明显消耗的化学物质。（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（4）催化剂的组成与载体的功能催化剂的组成：活性组分，载体，助催化剂载体的功能：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；3)改善催化剂的热传导性能，以满足反应过程的传热要求；4)减少活性组分的用量，特别是贵金属的用量；5)提供附加的活性中心；6)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。（5）对工业催化剂的要求应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2多相催化的反应步骤多相催化反应的步骤：i.催化剂内表面催化剂外表面内扩散ii.反应物由外表面向催化剂内表面扩散；iii.反应物吸附在表面上；iv.反应物在表面上进行反应，生成产物；v.产物从表面上解吸；vi.产物从内表面向外表面扩散；vii.产物从外表面向气体主体扩散气相产物外表面3Langmuir吸附等温式（1）Langmuir吸附模型(理想吸附模型)：⑴吸附是单分子层的–每个吸附分子占据一个吸附位；当固体表面铺满一个单分子层以后，吸附达到极限，V=Vm；⑵表面是均匀的--固体表面各处吸附能力相同；⑶表面上的吸附质分子间无相互作用--吸附质只与吸附剂间发生相互作用；⑷吸附平衡是一动态平衡。单分子吸附的Langmuir等温式(A–吸附质分子；σ--活性表面）设表面覆盖率q=V/Vm，则空白表面为(1-q)；其中V为吸附体积，Vm为吸满单分子层的体积。于是有：则有：--单分子吸附的Langmuir等温式；其中，p为气体分压，K称为吸附平衡常数。（2）BET吸附等温式由Brunauer-Emmett-Teller三人提出的多分子层吸附公式。建立在Langmuir吸附理论基础上的，基于两点假定：①吸附为物理吸附，吸附力为分子间力，发生多层吸附；第一层吸附与以后多层不同，后者与气体的凝聚相似；②吸附达平衡时，每吸附层上的蒸发速度必等于凝聚速度。式中，c是与吸附热有关的常数；Vm为铺满单分子层所需气体的体积；p和V分别为吸附时的压力和体积；p0是实验温度下吸附质的饱和蒸气压。[适用范围]：相对压力为0.05～0.30。相对压力太小，小于0.05时建立不起多层物理吸附平衡；相对压力大于0.30时，毛细凝结变得显著，能破坏多层物理吸附平衡。[应用]：固体吸附剂、催化剂的表面积测定(3)分子在金属表面上的活化及其吸附强度--在催化反应中，金属特别是过渡金属的重要功能之一，是能将双原子分子解离活化，为其他反应分子或反应中间物提供活化原子。金属对气体分子化学吸附强度的顺序为：1)O2最易吸附，N2最难吸附。2)有的金属能够吸附所有这些气体分子，有的只能吸附O2，多数是居中间的，只能吸附从O2到H2。3)金是所有金属中唯一的例外，甚至对O2也不发生化学吸附。4固体酸、碱的定义和分类J.NBr?nsted酸碱质子理论(B酸碱)凡是能给出质子的物质称为酸（质子给予体）；凡是能接受质子的物质称为碱（质子接受体）G.NLewis酸碱电子理论(L酸碱)凡是能够接受电子对的物质称为酸；凡是能够给出电子对的物质称为碱（1）酸位的类型及其鉴定B酸、L酸的催化作用机理不同，采用NH3或吡啶在固体酸表面上吸附的红外光谱法(IR)可以区分B酸位与L酸位。NH3吸附法NH3吸附在L酸中心时，是用氮的孤对电子配位到L酸中心上，其红外光谱类似于金属离子同NH3的配位络合物，吸附峰在3300cm-1及1640cm-1处；NH3吸附在B酸中心上，接受质子形成NH4+，吸收峰在3120cm-1，及l450cm-1处。气态碱吸附法当气态碱分子吸...