工業(yè)催化劑PPT學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1工業(yè)催化劑工業(yè)催化劑催化劑設(shè)計(jì)： 為某一特定的化學(xué)反應(yīng)創(chuàng)造最佳 催化劑的戰(zhàn)略性策劃。催化劑設(shè)計(jì)的目的？19世紀(jì)末至20世紀(jì)30年代以前20世紀(jì)60-70年代20世紀(jì)90年代以來(lái)的十多年第1頁(yè)/共41頁(yè)第2頁(yè)/共41頁(yè)第3頁(yè)/共41頁(yè)圖 酶催化的“鎖-鑰模型”及反應(yīng)機(jī)理示意（S-底物；E-酶催化劑）第4頁(yè)/共41頁(yè)靶反應(yīng)化學(xué)計(jì)量分析熱力學(xué)分析分子反應(yīng)機(jī)理表面反應(yīng)機(jī)理反應(yīng)通道催化劑性質(zhì)催化劑材料推薦的催化劑Dowden 建議的催化劑設(shè)計(jì)程序框圖第5頁(yè)/共41頁(yè)第6頁(yè)/共41頁(yè)設(shè)想 1.從廉價(jià)原料出發(fā)支撐所需產(chǎn)品 2.明確政府對(duì)環(huán)保的規(guī)定 3.能否獲得最大經(jīng)濟(jì)效益經(jīng)濟(jì)、技術(shù)的評(píng)價(jià)寫出反應(yīng)過(guò)程

2、、定出催化劑類別從可能的表面相互作用描繪反應(yīng)從化學(xué)觀點(diǎn)出發(fā)選擇主要組分A.活性模型 C. 化學(xué)吸附配合物 E. 結(jié)晶理論B.吸附熱 D. 幾何構(gòu)成選擇次要組分次要用機(jī)械模仿法經(jīng)驗(yàn)法最佳結(jié)構(gòu)選擇載體的選擇物理性能選擇反應(yīng)器選擇各種要求是否有矛盾 最佳化第7頁(yè)/共41頁(yè)第8頁(yè)/共41頁(yè)第9頁(yè)/共41頁(yè)三、 分子反應(yīng)機(jī)理第10頁(yè)/共41頁(yè)四、 表面反應(yīng)機(jī)理第11頁(yè)/共41頁(yè)第12頁(yè)/共41頁(yè)五、 反應(yīng)通道的鑒別 1.要有助于氧的插入性能 2.弱的脫氫性能六、 必須具有的催化劑性質(zhì) 1.吸附氧的活性位，引發(fā)氧物種 的解離和固定 2.弱的脫氫活性位 3.促進(jìn)最終脫氫步驟的相鄰的另 一種活性位第13頁(yè)/共

3、41頁(yè)七、 適宜的催化劑材料的選擇弱脫氫反應(yīng)“活性樣本”弱的氧化活性第14頁(yè)/共41頁(yè)八、 推薦催化劑第15頁(yè)/共41頁(yè)第16頁(yè)/共41頁(yè)第17頁(yè)/共41頁(yè)第18頁(yè)/共41頁(yè)第19頁(yè)/共41頁(yè)5.4 熱力學(xué)分析與反應(yīng)通道的設(shè)計(jì)C2H5OH200250CH3CHO+H2OAl2O3或或ThO2350360C2H4+H2OAl2O3250(C2H5)2O+H2OZnOCr2O3400450CH2=CH-CH=CH2+2H2O+H2NaC4H9OH+H2O例：乙醇在不同催化劑作用下可制取例：乙醇在不同催化劑作用下可制取25種產(chǎn)品。種產(chǎn)品。第20頁(yè)/共41頁(yè)例 甲烷水蒸汽重整制氫主副反應(yīng)的熱力學(xué)分析第

4、21頁(yè)/共41頁(yè)第22頁(yè)/共41頁(yè)第23頁(yè)/共41頁(yè)第24頁(yè)/共41頁(yè)M-CHO第25頁(yè)/共41頁(yè)M-O-CHO第26頁(yè)/共41頁(yè)CH4 + O2 C2H4 C2H6第27頁(yè)/共41頁(yè)第28頁(yè)/共41頁(yè)5.6 催化劑材料的選擇第29頁(yè)/共41頁(yè)第30頁(yè)/共41頁(yè)第31頁(yè)/共41頁(yè)第32頁(yè)/共41頁(yè)第33頁(yè)/共41頁(yè)第34頁(yè)/共41頁(yè)1用BET法測(cè)定碳化硅的比表面積時(shí)，應(yīng)以作吸附氣體2孔隙分布決定于組成催化劑物質(zhì)的 和催化劑的。3沉淀法制備固體催化劑中焙燒的作用是A ，B，C。4干燥工藝一般不影響催化劑的，但會(huì)影響其及等物理結(jié)構(gòu) 第35頁(yè)/共41頁(yè)1. 氪2. 固有性質(zhì)，制備方法 3. 通過(guò)熱分解等作用，形成活性組分； 形成適宜的一定晶型、粒度、孔結(jié)構(gòu)及比表面積；增加機(jī)械強(qiáng)度4. 化學(xué)結(jié)構(gòu)，孔結(jié)構(gòu)，機(jī)械強(qiáng)度 第36頁(yè)/共41頁(yè)第37頁(yè)/共4