21催化作用的定义与特征课件.ppt
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- 21 催化 作用 定义 特征 课件
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1、第第2章章 催化作用与催化作用与催化剂催化剂第1页,共18页。-本章主要内容本章主要内容催化剂的基本概念和催化作用的基本特征催化剂的基本概念和催化作用的基本特征催化剂的组成与功能催化剂的组成与功能工业催化剂的基本要求工业催化剂的基本要求第2页,共18页。2.2.1催化剂的组成催化剂的组成 工业催化剂工业催化剂通常通常不是单一的物质,而是由多种物不是单一的物质,而是由多种物质组成。质组成。绝大多数绝大多数催化剂有三类催化剂有三类可以区分可以区分的组分:的组分:活性组分、载体、助催化剂活性组分、载体、助催化剂。第3页,共18页。(1)(1)活性组分:它是催化剂的主要成分活性组分:它是催化剂的主要成
2、分 一种物质一种物质组成组成:乙烯氧化制环氧乙烷的银催化剂,活性组分就乙烯氧化制环氧乙烷的银催化剂,活性组分就是银单一物质,是银单一物质,多种物质多种物质组成组成:如丙烯氨氧化制丙烯腈用的钼如丙烯氨氧化制丙烯腈用的钼铋催化剂,活性铋催化剂,活性组分就是由氧化钼和氧化铋两种物质组合而成。组分就是由氧化钼和氧化铋两种物质组合而成。活性组分的选择是首要步骤,但以经验为主。(经验,总结活性组分的选择是首要步骤,但以经验为主。(经验,总结,找规律),找规律)分类分类:金属、半导体和绝缘体。:金属、半导体和绝缘体。分类的目的:分类的目的:容易寻找规律性便于研究新产品,容易处理,信息便于容易寻找规律性便于研
3、究新产品,容易处理,信息便于交流和传播(垃圾,目录)交流和传播(垃圾,目录)第4页,共18页。(2)(2)载体:载体:载体是催化活性组分的分散剂、粘合物载体是催化活性组分的分散剂、粘合物或支撑体,是负载活性组分的骨架。或支撑体,是负载活性组分的骨架。负载型催化剂:负载型催化剂:将活性组分、助优化剂组分负载将活性组分、助优化剂组分负载于载体上所制得的催化剂。于载体上所制得的催化剂。载体分类:载体分类:低比表积、高低比表积、高比表面积比表面积。比表面积:比表面积:比表面积是指单位(质量)物料所具比表面积是指单位(质量)物料所具有的总面积。分外表面积、内表面积两类。有的总面积。分外表面积、内表面积两
4、类。载体的影响:载体的影响:催化剂的活性、选择性,热稳定性催化剂的活性、选择性,热稳定性,机械强度,关催化过程的传递特性,机械强度,关催化过程的传递特性 在筛选和制造优良的工业催化剂时,需要弄清载在筛选和制造优良的工业催化剂时,需要弄清载体的物理性质和它的功能。体的物理性质和它的功能。第5页,共18页。(3)助催化剂:助催化剂:助催化剂特点:助催化剂特点:少量,辅助成分,没有活性或者活性很小,功效少量,辅助成分,没有活性或者活性很小,功效大,助含量效应常比载体的含量效应敏感。大,助含量效应常比载体的含量效应敏感。增泡剂:增泡剂:椰油酰胺丙基氧化胺、月桂酰胺丙基氧椰油酰胺丙基氧化胺、月桂酰胺丙基
5、氧化胺化胺 增稠剂:增稠剂:纤维素醚纤维素醚及其衍生物类、缔合型碱溶胀及其衍生物类、缔合型碱溶胀增稠剂和聚氨酯增稠剂、淀粉煮汤增稠剂和聚氨酯增稠剂、淀粉煮汤第6页,共18页。助催化剂作用:助催化剂作用:改变改变催化剂催化剂的性质:化学组成、化学结构、离子的性质: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、价态、酸碱性、晶格结构、表面构造、孔结构、分散状态、机械强度等,从面提高催化剂的活性分散状态、机械强度等,从面提高催化剂的活性、选择性、稳定性和寿命。、选择性、稳定性和寿命。促进促进载体载体功能的热稳定性。功能的热稳定性。助催化剂问题复杂:元素状态加入,化合状态加助催化剂
6、问题复杂:元素状态加入,化合状态加入。加入一种,加入多种,助催化剂之间发生交入。加入一种,加入多种,助催化剂之间发生交互作用。互作用。第7页,共18页。助催化剂(作用机理)助催化剂(作用机理)分类分类:结构型和电子型。:结构型和电子型。结构型助催化剂:结构型助催化剂:提高活性组分的分散性(使晶提高活性组分的分散性(使晶粒分散不易烧结)、热稳定性(形成高熔点的化粒分散不易烧结)、热稳定性(形成高熔点的化合物、固熔体)、也可提高活性。合物、固熔体)、也可提高活性。电子型助催化剂:电子型助催化剂:改变主催化剂的电子结构,促改变主催化剂的电子结构,促进催化活性及选择性。金属的催化活性与表面电进催化活性
7、及选择性。金属的催化活性与表面电子授受能力有关。子授受能力有关。P24合成氨例子合成氨例子第8页,共18页。2.2.22.2.2截体的功能截体的功能 催化指标:催化指标:活性、选择性和稳定性活性、选择性和稳定性 工艺流程的改进:先追求选择性,其次是稳定性工艺流程的改进:先追求选择性,其次是稳定性,最后是活性。,最后是活性。新开发的工艺及其催化剂:高活性、高选择性,新开发的工艺及其催化剂:高活性、高选择性,最后才是稳定性。最后才是稳定性。第9页,共18页。2.2.22.2.2截体的功能截体的功能(1)提供有效的表面和适宜的孔结构)提供有效的表面和适宜的孔结构 (2)(2)增强催化剂的机械强度,使
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