催化材料导论 教学课件 作者 韩巧凤 卑凤利 编著第一章 .pptx

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1、催化剂材料基础酸碱催化剂概述2分子筛催化剂3层柱状及杂多酸催化剂4金属催化剂5金属氧化物催化剂6催化材料概述1目录配合物催化剂7相转移催化剂8纳米催化与光催化9催化剂概述2催化剂的制备3催化作用发展简介1第一章催化材料概述催化剂的评价4第一节催化作用发展简介12催化反应的发展催化理论的发展3催化作用的发展趋势一、催化反应的发展催化作用的发展史是一部人类认识自然、改造自然的斗争史。人类很早就利用催化剂为自己服务了，尽管他们根本不了解它在化学反应中所起的重要作用。古代炼金士把硫磺和硝石放在一起来制造硫酸，其中硝石就是催化剂。把酒曲加到粮食中酿酒和制醋，酒曲就是催化剂。二、催化理论的发展起初，对

2、于什么反应需要什么样的催化剂，只是进行试探性工作，盲目性大。后来，科学家着手研究催化剂的组成、制备方法等反应条件与活性之间的关系，为寻找合适的催化剂提供了理论依据。三、催化作用的发展趋势近来，人们对物质的结构和物质内部的运动规律有较深刻的认识，已逐步运用结构化学知识对催化剂作用机理作定性、半定量的描述。尤其是利用了量子化学知识来描述分子中电子运动的规律，这对预测分子稳定性和催化活性方面起很大作用。第二节催化剂概述12若干领域里常用催化剂主催化剂的选择34助催化剂的选择载体的选择5总体设计一、若干领域里常用催化剂异构化反应催化剂重整催化剂烷基化催化剂聚合型催化剂水合、脱水催化剂一、若干领域里

3、常用催化剂6.加氢催化剂(1)烯烃加氢(2)苯加氢(3)苯酚加氢7.氧化还原催化剂二、主催化剂的选择1.活性样本活性顺序：La

4、大致了解到主催化剂的优点和弱点，选择助催化剂的目的是保证主催化剂的优点，克服其缺点。三、助催化剂的选择2．结构性助催化剂(1)要有较高的熔点，在使用条件下稳定。(2)对催化反应呈惰性，否则可能改变（主要是降低）催化剂的活性或选择性。(3)不与活性组分（主催化剂与调变性助催化剂）发生化学反应，如生成合金或新的化合物，否则可能导致活性组分中毒。四、载体的选择1．化学因素(1)催化剂组分是否可能与载体发生化学作用？如果发生，是否是所希望的？(2)载体在操作条件下的化学稳定性(3)活性组分与载体的协同作用(4)结构敏感性反应和结构非敏感性反应。四、载体的选择2．物理因素(1)机械强度(2)载体的导

5、热性质(3)载体的宏观结构五、总体设计原则上，我们对所设计的催化剂至少有下述三方面的要求：(1)单位容积催化剂的活性和选择性愈高愈好。(2)催化剂的寿命(活性、选择性、机械强度能稳定保持的时间)愈长愈好。(3)操作费用（主要是动力消耗)和建设投资(涉及催化反应装置结构的复杂程度)愈低愈好。五、总体设计图1-4催化剂颗粒尺寸与消耗费用的关系第三节催化剂的制备12沉淀法浸渍法34机械混合离子交换法56热熔融催化剂的煅烧和活化7催化剂成型一、沉淀法1.沉淀剂的选择(1)尽可能使用易分解并含易挥发成分的沉淀剂。(2)形成的沉淀物必须便于过滤和洗涤。2.沉淀的形成条件(1)晶形沉淀形成条件(2)非晶

6、形沉淀形成条件一、沉淀法3．沉淀的洗涤(1)对于溶解度很小而又不易形成胶体的沉淀，可用蒸馏水或其它纯水洗涤。(2)对于溶解度较大的晶形沉淀,宜用沉淀剂稀溶液来洗,但是只有易分解并含易挥发成分的沉淀剂才能使用。(3)对于溶解度较小的非晶形沉淀,应选择易分解易挥发的电解质稀溶液洗涤。(4)温热的洗涤液容易将沉淀洗净,通过过滤器也较快，还能防止胶体溶液的形成。一、沉淀法4．沉淀方法(1)单组分沉淀法(2)共沉淀法(多组分沉淀法)二、浸渍法浸渍是一个简单的操作，通常是将待附载组分的可溶性化合物溶解在水或其它溶剂中，配制成给定浓度的浸渍溶液，然后与处理好的载体相混合，在一定条件下浸泡一段时间，滤去过

7、剩溶液（如果有的话）。或将浸渍液与载体相混合后，一定温度下搅拌、蒸干溶剂。再经过干燥、煅烧或还原后，便得到附载型催化剂。三、机械混合混合可以在任何的相间进行，可以是液—液混合、固—固混合(干式混合)，也可以是液—固混合(湿式混合)。例如，水凝胶与含水沉淀物的混合（湿混），含水沉淀物与固体粉末的混合(湿混），多种固体粉末之间的混合(干混）等等。四、离子交换法离子交换剂是指载有可交换离子(即反离子)的不溶性固态物质。典型的阳