工业催化剂知识点汇总.doc

《工业催化剂》考前复习 ★第一章 工业催化剂概述 l 催化剂对于一个国家的国民生产至关重 要，主要应用于炼油、化工和环保三大 领域。 ★第二章 催化剂基础 l 催化剂是一种化学物质，能够改变一个化学反应 的反应速度，却不改变化学反应的热力学平衡位 置，本身在化学反应中不被明显消耗的物质。 l 催化作用是一种化学作用，是靠一种叫做催化剂 的外加物质来加速化学反应，催化作用的本质是 降低反应的活化能，改变反应的历程。 ★催化剂的基本特征有哪些？ l 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； l 催化剂只能加速热力学上可能进行的化学 反应； l 催化剂对反应具有选择性； l 催化剂具有寿命。 l 衡量工业催化剂性能的三大指标是活性、选择 性和稳定性。 l 催化剂按工艺和工程特点可分为均相催化剂、 多相催化剂和酶催化剂（生物催化剂）。 l 多相固体催化剂通常是由主催化剂、共催化剂、 助催化剂和载体组成的。 l 多相催化的反应控制步骤通常为扩散控制或化 学反应控制。 ★多相催化反应的基本步骤有哪些？ ① 反应物分子从气流中向催化剂表面扩散（外扩散）； ② 反应物分子向孔内扩散（内扩散）； ③ 反应物分子在催化剂内表面上吸附（吸附）； ④ 吸附的反应物分子在催化剂表面上进行化学反应 （表面反应）； ⑤ 反应产物自催化剂内表面脱附（脱附）； ⑥ 反应产物在孔内扩散（内扩散）； ⑦ 反应产物扩散到反应气流中（外扩散）。 ★第三章 工业中的重要催化过程及常用催化剂 l 工业合成氨过程中氨合成反应使用的催化剂： 熔铁催化剂 l 组成：Fe-Al2O3-K2O l 主催化剂：Fe l 助催化剂：Al2O3和K2O l 在石油炼制工业中有催化剂存在的催化过程主要包括 催化裂化、催化重整、催化加氢。石油炼制工业的生 产目的，一是向社会提供燃料油（汽油、柴油），二 是提供基础化工原料（三烯、三苯加甲醇）。 l 沸石分子筛的主要组成是硅铝酸盐，在结构中具有许 多均匀孔道，对吸附的分子起筛分作用，故称之为分 子筛。 l 汽油的品质通常用辛烷值来衡量，即以异辛烷 （2,2,4-三甲基戊烷）为100，正庚烷或正辛烷为0。 CH3 CH3 C CH2 CH3 CH 异辛烷 （2,2,4-三甲基戊烷） CH3 CH3 CH3 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH3 正庚烷 CH3 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH3 正辛烷 l 合成高分子材料工业的三大产品是合成塑料、合成橡 胶和合成纤维，所使用的齐格勒-纳塔聚合催化剂主 要用作合成聚乙烯和聚丙烯。 l 用作化工原料的合成气的主要组分是H2和CO，合成气 可用来合成甲醇或通过费-托合成转化为液态烃燃料。 l 净化汽车尾气的三效催化剂以贵金属铂Pt、铑Rh和钯 Pd为活性组分组成，能同时有效地对CO、碳氢化合物 （HC）和氮氧化合物（NOx）进行催化转化。 ★第四章 各类催化剂及催化作用 l 气体在固体表面上的吸附可分为物理吸附和化 学吸附两类。 l 在酸碱的Bronsted和Lewis定义中，凡是能给 出质子或者接受电子对的物质称为酸，凡是能 接受质子或者给出电子对的物质称为碱。 ★第四章 各类催化剂及催化作用 l 金属氧化物和硫化物催化剂属于半导体化合物， 可以通过电子或空穴导电来进行催化作用。 l 络合催化作用的催化剂主要是由过渡金属元素 构成的中心离子（原子）和周围的具有孤对电 子的配位体组成的络合物。 ★第五章 工业催化剂的制造、表征及使用 l 工业催化剂的性能主要取决于催化剂的化学组 成和物理结构。 l 工业催化剂最常用的两种制备方法为沉淀法和 浸渍法，所制得的催化剂都要经过分离、洗涤、 干燥、焙烧、成型等工序才能得到成品。 ★第五章 工业催化剂的制造、表征及使用 l 工业催化剂的成型方法主要有压片成型、挤条 成型、油中成型、喷雾成型和转动成型。 l 4. 常用的评价催化剂活性的实验室反应器有高 压釜、固定床和流化床。 ★导致催化剂失活的主要因素有哪些？ l （1）催化剂中毒； l （2）积炭； l （3）烧结； l （4）因化合形态及化学组成变化引起的失活； l （5）因物理形状结构变化引起的失活。 ★第六章 新型催化剂的研究与应用 ? 在电催化在燃料电池的应用中，使用最广 泛的两类燃料电池为质子交换膜燃料电池 和直接甲醇燃料电池。 ? 最常用于光催化剂的半导体氧化物为TiO2。 ★谢谢大家！