催化原理_基本概念和常用术语

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1、基本概念和常用术语1.活性：指物质的催化作用的能力，是催化剂的重要性质之一。选择性：指所消耗的原料中转化成目的产物的分率。用来描述催化剂上两个以上相互竞争反应的相对速率(催化剂的重要性质之一，指在能发生多种反应的反应系统中，同一催化剂促进不同反应的程度的比较。)比活性：比活性（单位表面反应速率）,取决于催化剂的组成与结构分散度：指催化剂表面上暴露出的活性组分的原子数占该组分在催化剂中原子总数的比例，即D=ns(A)/nt(A)。TOF：单位时间内每摩尔催化剂（或者活性中心）上转化的反应底物的量。2.空

2、速：指单位时间内通过单位质量（或体积）催化剂的反应物的质量（或体积）WHSV：每小时进料的重量（液体或气体））/催化剂的装填重量空时收率：以“空时”作为时间的基准来计量所获得产物的收率。对于大多数反应器，物料在反应器中的停留时间或反应时间是很难确定的。在工程上经常采用空间速率的倒数来表示反应时间，称为“空时”。空时收率大，表示过程和反应器有较高的效率。3.化学吸附：过电子转移或电子对共用形成化学键或生成表面配位化合物等方式产生的吸附。表面覆盖率：指单层吸附时，单位面积表面已吸附分子数与单位面积表面按二

3、维密堆积所覆盖的最大吸附分子数之比。朗格缪尔（Langmuir）吸附：1916年，朗格缪尔从动力学的观点出发，提出了固体对气体的吸附理论，称为单分子层吸附理论，该理论的基本假设如下：（1）固体表面对气体的吸附是单分子层的；（2）固体表面是均匀的，表面上所有部位的吸附能力相同；（3）被吸附的气体分子间无相互作用力，吸附或脱附的难易与邻近有无吸附分子无关；（4）吸附平衡是动态平衡，达到吸附平衡时，吸附和脱附过程速率相同。定位吸附：被吸附物从一个吸附中心向另一吸附中心转移需克服能垒。当吸附物不具有此能垒能量

4、时不能向另一吸附中心转移，即为定位吸附。非定位吸附：若固体表面上不同区域能量波动很小，没有吸附中心，被吸附物在表面上的转移不需克服能垒，即为非定位吸附。积分吸附热：指达到吸附平衡时，被气体吸附质覆盖的那部分吸附剂表面所产生的平均吸附热。它表示在吸附过程中，较长期间内热量变化的平均值。积分吸附热随吸附质浓度的大小而变化，一般用于区分物理吸附和化学吸附的吸附热。4.速率控制步骤：速率控制步骤，是一个化学词汇，用以表达在化学反应中，反应速率最慢的一个步骤。认识一个化学反应当中最慢的一个步骤的重要性在于能够有

5、效率地改善整个化学反应的速度，从而达致更高的产率等。扩散控制：腐蚀速度受到达或离开电极表面的腐蚀剂或腐蚀产物的扩散速度所限制。动力学控制：一种反应物在同一条件下，向多个产物方向转化生成不同产物——平行反应，如果反应还未达成平衡前就分离产物，利用各种产物生成速率差异来控制产物分布称动力学控制反应。其主要产物称动力学控制产物。5.Knudsen扩散：气体在多孔固体中扩散时，如果孔径小于气体分子的平均自由程，则气体分子对孔壁的碰撞，较之气体分子间的碰撞要频繁得多，这种扩散，称为Knudsen扩散。构型扩散：

6、气体在多孔固体中扩散时，如果孔径尺寸与分子本身的尺寸为同一数量级，只有结构尺寸比孔径小的分子得以扩散通过而较大的分子则不能，这种扩散称为构型扩散6.固体酸强度函数：Hammett函数，用H。表示超强酸：又称超酸。是一种比100%硫酸还强的酸。特别是液体超强酸，HF.SbF5超酸比100%硫酸强10^19倍，有严重腐蚀性和严重公害。（H。＜－10.6）超强碱：碱强度超过强碱(即pKa>26)的碱为超强碱。（Ho＞+26）择形催化：择形催化是1960年Weisz和Frilette在研究小孔沸石的催化反应过

7、程时首创的一个名词，用来描述这类分子筛的独特催化性能．他们发现以分子筛做催化剂时，反应主要在晶内进行，而且只有那些大小和形状与沸石孔道相匹配，能够扩散进出通道的分子才能成为反应物和产物，这就是择形催化．7.结构敏感性：指反应速率对表面的细微结构变化敏感，即反应速率依赖于晶粒的大小，载体的性质。结构非敏感性：反应性能不随催化剂中金属分散度和晶体尺寸变化而变化。火山型原理：在单分子反应中，如果吸附质吸附较弱，则催化活性与反应物吸附强度成正相关关系；如果吸附质吸附足够强，达到了很高的表面覆盖率，则催化活性与

8、反应物吸附强度成反相关关系。8.Mars-Van-Krevelen氧化还原机理：Langmuir-Hinshelwood(L-H)机理：Eley-Rideal(E-R)机理：9.晶体场稳定化能：若d轨道不是处在全满或全空时，d电子分裂轨道后的总能量低于分裂前轨道的总能量。这个总能量的降低值，称为晶体场稳定化能。此能量越大，配合物越稳定。反应物分子的电离势：是指反应物分子将电子从反应物中移到外界所需的最小功，用I来表示。它的大小代表反应物分子失去电子的难易