绿色催化过程与工艺.doc

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1、1.催化剂的定义是:催化剂是一种能够改变一个化学反应的反应速度，却不改变化学反应热力学平衡位置，本身在化学反应中不被明显地消耗的化学物质。2.催化作用是指催化剂对化学反应所产生的效应。3.催化剂的基本特征：1)催化剂只能加速热力学上可以进行的反应，而不能加速热力学上无法进行的反应。2)催化剂只能加速反应趋于平衡，不能改变平衡的位置（平衡常数）。3)催化剂对反应具有选择性；4)催化剂具有寿命。4.工业催化剂一般有哪些组分组成?各组分具有什么功能？①活性组分：提供改变反应历程的组分，多为金属、氧化物、酸碱②载体组分：提供高

2、的比表面积、孔结构、活性组分的分散剂、粘合剂、或支撑体。多数为硅和铝的氧化物③助催化剂组分：催化剂的辅助组分，本身没有活性或者活性很低，用于活性组分或载体改性。5.载体的功能主要体现在哪几个方面？（分散作用、稳定作用、支撑作用，传热和稀释作用、助催化作用）①提供适宜的比表面和孔结构②维持催化的形状和机械强度③改善催化剂热传导性④提高催化剂中活性组分分散度⑤提供附加活性中心⑥活性组分和载体的溢流现象和强相互作用6.催化剂中助剂的作用是什么? 改变催化剂的化学组成、化学结构、离子价态、酸碱性、晶格结构、表面构造、孔结构、分

3、散状态、机械强度等，从而提高催化剂的活性、选择性、稳定性和寿命，促进活性组分的功能，也可以促进载体的功能。7.催化剂的反应性能是评价催化剂好坏的主要指标，它包括催化剂的活性、选择性和稳定性、使用寿命。8.催化剂传统的制造方法:沉淀法、浸溃法、热熔融法，混合法，离子交换法9.沉淀法是借助沉淀反应，用沉淀剂(如碱类物质)将可溶性的催化剂组分(金属盐类的水溶液)转化为难溶化合物，再经过滤、洗涤、干燥、焙烧、成型等工序制得成品催化剂。 注意事项：1、原料选择原则：符合性能要求、杂质容易除去、原料易得，廉价，便于加工、对环境无污

4、染。2、洗涤过程：洗涤液：水。要求是去离子水或蒸馏水；凝胶沉淀：溶解度低，为了更好的去除杂质，用温水。为了防止胶溶作用，要求洗涤次数不要太多，沉淀时间不要太长。晶型沉淀：溶解度大，所以用低温，较稀浓度的沉淀剂溶液洗涤 q 沉淀剂的选择  1) 生产中常用的沉淀剂有：  碱类：NH3·H2O、 NaOH、KOH 碳酸盐：Na2CO3、(NH4)2CO3、CO2  有机酸：乙酸、草酸(比较理想但贵)最常用的是NH3·H2O 和(NH4)2CO3 2) 沉淀剂的溶解度要大提高阴离子的浓度，使金属离子沉淀完全； 被沉淀物吸附的

5、量少，洗涤脱除容易 3) 形成的沉淀物溶解度要小 沉淀反应更完全，可节省贵金属用量  4) 形成的沉淀物必须便于过滤和洗涤  尽量选用能生成晶型沉淀的沉淀剂  5) 沉淀剂必须无毒，不应造成环境污染 均匀沉淀法与共沉淀法 1. 均匀沉淀法 使待沉淀溶液与沉淀剂母体充分混合，造成均匀的体系，再调节温度，使沉淀剂母体加热分解为沉淀剂，从而使金属离子产生均匀沉淀  2. 共沉淀法 指将含有两种可两种以上金属离子的混合溶液与一种沉淀剂作用，同时形成含有几种金属组分的沉淀物的沉淀法  共沉淀的特点  1) 几个组分同时沉淀  2

6、) 各组分间达到分子级的均匀混合  3) 在热处理（煅烧）时可加速组分间的固相反应沉淀影响因素：浓度，温度，pH值，加料方式，搅拌强度沉淀的后处理过程：老化-过滤-洗涤-干燥-焙烧-成型-活化10.浸渍法是将载体浸泡在活性组分(主、助催化剂组分)的可溶性化合物溶液中，接触一定的时间后除去过剩(如果有)的溶液，再经干燥、焙烧和活化，即可制得催化剂分类：（1）过量浸渍法：将载体浸渍在过量溶液中，溶液体积大于载体可吸附的液体体积，一段时间后除去过剩的液体，干燥、焙烧、活化。（2）等体积浸渍法：预先测定载体吸入溶液的能力，然后

7、加入正好使载体完全浸渍所需的溶液量（实际采用喷雾法——把配好的溶液喷洒在不断翻动的载体上，达到浸渍的目的。（3）多次浸渍法：将浸渍、干燥和焙烧反复进行多次。（4）浸渍沉淀法：使载体先浸渍在含有活性组分的溶液中一段时间后，再加入沉淀剂进行沉淀。（5）蒸气浸渍法：借助浸渍化合物的挥发性，以蒸气相的形式将其负载于载体上。注意事项：1、对载体的要求：惰性；适当的机械强度；在反应和再生条件下的稳定性；表面积大，但有时不一定要大；孔结构，包括平均孔径及其分布；价廉易得。浸渍法的影响因素：浸渍时间，浸渍浓度（低浓度浸渍溶液和较长浸渍

8、时间有利于活性组分在载体孔内均匀分布），11.混合法将组成催化剂的各种组分（活性组分、助催化剂、载体或黏结剂、润滑剂、造孔剂等）以粉状粒子的形态在球磨机或碾合机内边磨细边混合，使各组分粒子尽可能均匀分散，再成型为成品催化剂  干混法实例，锌锰系脱硫催化剂（合成氨厂的原料气净化，脱除其中所含的有机硫化物 湿混法实例，固体磷酸催化剂（