第一章-工业催化剂概述.PPT

催化剂为什么会加快反应速度？ 1降低了反应活化能 2改变了反应历程 反应 活化能 E非催334.6KJ/mol E催70KJ/mol 催化剂的基本特征 催化剂只能改变化学反应速度，而不能改变化学平衡的位置 Kr=ka/kd Kr不变，则ka、kd同时变化 催化剂不改变化学平衡，因此对正方向有效的催化剂，对反方向反应也有效。 催化剂的基本特征 催化剂对反应具有选择性 CH3OH Cu 260℃ 100巴 CnH2n+1OH Cu 碱助催化，高温高压 CO + H2 → CH4 Ni 250℃ 20巴 合成汽油 Fe 、Co、Ni 200℃ 1-20巴 环氧乙烷 Ag C2H4+O2→ 乙醛 PdCl2-CuCl2 醋酸 Pd/SiO2 催化剂的基本特征 ●催化剂具有寿命 催化剂在使用过程中会失去活性 原因:中毒、积碳、烧结、组分流失等 催化剂的分类 根据聚集状态的分类 根据化学键分类 按元素周期律分类 按催化剂组成及其使用功能分类 按工艺与工程特点分类 国内外工业催化剂分类法 催化剂的分类 根据聚集状态的分类 固体 气相 催化剂： 液体 反应物： 液相 气体 固相 气固 Fe催化合成氨 气液 磷酸催化烯烃聚合反应 液固 金催化过氧化氢分解 气液固 钯催化硝基苯加氢合成苯胺 催化剂的分类 根据化学键分类 金属键、离子键、配位键 按元素周期律分类 主族元素：单质、化合物、含氧酸 过渡元素：单质、离子 催化剂的分类 按催化剂组成及其使用功能分类 金属：加氢、脱氢、加氢裂解、（氧化） 半导体氧化物和硫化物：氧化、脱氢、脱硫 绝缘体氧化物：脱水 酸：聚合、异构化、裂化、烷基化 催化剂的分类 按工艺和工程特点分类 ◇多相固体催化剂 ◇均相配合物催化剂 ◇酶催化剂 国内外工业催化剂的分类 美国工业催化剂分类 国内外工业催化剂的分类 日本工业催化剂分类 国内外工业催化剂的分类 中国工业 催化剂分类 多相固体催化剂 主催化剂 共催化剂 载体 助催化剂 晶格缺陷型 电子型 结构型 多相固体催化剂的组成 催化剂的化学组成和物理结构 主催化剂 起催化作用的根本性物质，即催化剂的活性组分， 如合成氨催化剂中的Fe。 共催化剂 和主催化剂同时起作用的组分，如脱氢催化剂Cr2O3-Al2O3中的Al2O3。甲醇氧化的Mo-Fe催化剂中的Fe。 助催化剂 具有提高催化剂活性、选择性、改善催化剂耐热性、抗毒性、机械强度、寿命等性能的组分，它本身无活性，但可改变催化性能。如合成氨催化剂中的Al2O3、K2O * * 天然气利用 第一章 工业催化剂概述 催化工业的形成和发展 催化剂在经济上的地位和作用 催化剂市场 若干术语和基本概念 1.催化工业的形成与发展 二十世纪以前（萌芽时期） 二十世纪初 （奠基时期） 二十世纪30~60年代（大发展时期） 二十世纪70年代以后（成熟时期） 二十一世纪，催化工业重点：生物催化剂、环保催化剂（废气排放控制）、燃料电池（能源生产）、催化新材料等。 萌芽时期 几千年前（殷商）发酵法——酒、醋 1746年J.Roebuck 铅室法制硫酸，用NO2作气相催化剂，实现了第一个现代工业催化过程。 1811年，俄国科学家从科学意义上最先发现了催化作用，热的淀粉水溶液中添加盐酸时促进淀粉水解生成糖。 萌芽时期 1835年，Berzelius首先提出“催化作用” 1875年耶可布（Cjacob）建立了以Pt为催化剂的接触法生产硫酸的工业方法，是化学工业的重要进步。 J.J. Berzelius 奠基时期 1907年油脂加氢生产硬化油，为近代有机工业的先河。 （法国Scbatier 1912年获诺贝尔化学奖 ） 1904开始德国化学家Haber