催化催化动力学基础教学课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,第五章催化剂与催化动力学基础,5.1催化剂,5.2催化剂的物理特性,5.3气-固相催化反应动力学,54非催化气-固相反应动力学,51催化剂,51.1概述,(1)气-固相反应,与前面所介绍的均相反应过程不同,多相系统的特征是系统中同时,存在两个或两个以上的相态。多相系统中的反应可概括为三种基,本类型,在两相界面处进行反应,如所有气固相反应,在一个相内进行反应,如大多数气液反应,进行反应的相叫,做反应相,在两个相内同时发生反应,如某些液液反应。,气固相反应就是系统中同时存在气固两相的化学反应过程,(2)催化剂,气固相反应中最重要的就是气固相催化反应。在现,代石油化工和化学工业中几乎有80%的化学反应过程,都属于催化反应过程;自然界中,尤其是生物体内发,生的化学反应也大都与催化反应有关。催化反应过程,的共同特征就是均必需有催化剂存在。,催化剂的定义,催化剂是指能加速化学反应趋于平衡,而本身在反应前,后其组成及量均不发生变化的物质(触媒),(3)催化作用的特征,催化剂能加速化学反应,但不能改变化学平衡。,只能缩短到达平衡的时间,而不能改变平衡的组,成。改变的是途经、活化能。平衡常数Kp=k/k2,不变,所以,催化剂在加速正反应的同时总是以,同样的倍数加速逆反应,催化反应具有良好的选择性,(4)催化科学的应用与发展,促进国民经济发展催化科学是应用学科,其成果可直接转化,为生产力,提高生产效率、创制新物质、简化工艺流程、开辟,新型化学工业,因而带来了巨大的经济效益。对国民经济的发,展作用巨大,催化剂研究竞争激烈,催化剂品种更新快,商品化迅速。为了,在经济竞争中取胜,各国各企业不断研制和使用新型高效催化,剂,而且互相保密。现在世界上每年申请催化剂专利达上万种,很多在12年后就从实验室走向市场,产生效益,(5)催化剂的分类,固体催化剂按其导电性能可分为,一般包括金属(良导体);,金属氧化物和硫化物(半导体),盐类或酸性催化剂(其中以绝缘体较,多)等几种类型。,它们分别对不同种类的反应起到催化作用。,512催化剂的制备,各种不同的催化剂,有各种不同的制备方法,大体上讲,有以下几类,混合法即将催化剂的各个组份作成浆状,经过充分,的混合(如在混炼机中)后成型干燥而得,如乙苯脱氢催,化剂。,浸渍法即将高比表面的载体在催化剂的水溶液中浸,渍,使有效组分吸附在载体上。如氯乙烯的催化剂就,是活性炭浸渍氯化汞的水溶液而制得的。有时要采用,多次浸渍的办法。,沉淀法或共沉淀法即在充分搅拌的条件下,向催化剂的盐类溶液中加入沉淀剂或载体而得,到,共凝胶法把两种溶液混合而生成凝胶经成,型、过滤,水洗,干燥等而得到。,喷涂法及滚涂法将催化剂活性组份喷涂或,滚涂于裁体上而成。,溶蚀法如加氢、脱氢用的著名催化剂骨架,镍,热熔法即将主催化剂及助催化剂组份放在,电炉内熔融后.再把它冷却和粉碎到需要的尺,寸,如合成氨用的熔铁催化剂。,此外还有热解法(如将草酸镍加热分解成高活性,的镍催化剂等等催化剂的制备方法,5.1.3催化剂的性能,工业催化剂所必备的三个主要条件,活性好,催化剂的活性指的是催化剂对原料的转化能力。它,主要取决于两个方面:组成和制作过程。,选择性高,寿命长,催化剂的寿命指的是催化剂正常使用的时间。影响,其寿命(失活)的主要因素有:催化剂的热稳定性、,抗毒性和机械稳定性。,