催化原理复习总结

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1、催化原理1.催化剂的性能指标：（催化活性、选择性、产物收率、稳定性或寿命）2.催化作用的特征：a通过改变反应历程改变反应速度一一能减小活化能,提高反应速度b只能加速反应趋于平衡,不能改变平衡的位置一一只能加速热力学上可以进行的反应c对加速反应具有选择性d催化剂的寿命3.催化剂分类•金属催化剂（Ni，Fe，Cu，Pt，Pd....）（多为导体）•金属氧化物催化剂和金属硫化物催化剂（多为半导体）Cr2O3MoS•酸碱催化剂•有机金属化合物催化剂4.物理吸附：是由表面质点和吸附分子之间的作用力，即范德华力所产生。化学吸附：

2、是由催化剂表面质点与吸附质分子之间的化学作用力而引起的。5.化学吸附态：是指分子或原子在固体催化剂表面进行化学吸附时的化学状态、电子结构及几何构型。6.吸附物种与催化剂表面键合形成化学吸附键的强弱，由反应物与催化剂的性质及吸附条件决定。其数值大小可由化学吸附热度量。吸附热越大，吸附键愈强；吸附热越小.吸附键越弱。7.产生真实吸附的原因：1、表面不均匀2、吸附分子的相互作用8.当吸附与脱附速度相等时，固体表面上吸附的气体量维持不变，这种状态即为吸附平衡。吸附平衡有三种表达方式：等温吸附平衡，等压吸附平衡，等量吸附平衡。

3、9,对于给定的物系，在温度恒定和达到平衡的条件下，吸附质的吸附量与压力的关系称为吸附等温式或称吸附平衡式，绘制的曲线称为吸附等温线10.Langmuir等温方程的几点假设：K吸附的表面是均匀的，各吸附中心的能量同构;2、吸附粒子间的相互作用可以忽略；3、吸附粒子与空的吸附中心碰撞才有可能被吸附，一个吸附粒子只占据一个吸附中心,吸附是单分子层的；4、在一定条件下，吸附速率与脱附速率相等，从而达到吸附平i11.BET理论的假设：1、吸附的表面是均匀的；2、吸附粒子间的相互作用可以忽略；3、多层吸附，各层间吸附与脱附建立动

4、态平衡。12.BET等温方程PV(P0-P)1e—IP13.催化剂的细孔可以分成三类：•微孔，指半径小于2nm左右.活性炭、沸石分子筛等含有此种类型的孔;•中孔，指半径在(2—50)iim。多数催化剂的孔属于这一范围；•大孔，指半径大于50nm的孔.硅藻土、Fe2O3等含有此类型孔。14.滞后环即吸附等温线和脱附等温线中有一段不重叠，形成一个环。在此区域内，在相等的压力下脱附时的吸附量总大于吸附时的吸附量。15.多相催化反应过程分析包括五个连续的步骤。(1)反应物分子从气流中向催化剂表面和孔内扩散；(2)反应物分子在

5、催化剂表面上吸附；(3)被吸附的反应物分子在催化剂表面上相互作用或与气相分子作用进行化学反应;(4)反应产物自催化剂表面脱附：(5)反应产物离开催化剂表面向催化剂周围的介质扩16.表面质量作用定律气固多相催化反应是在催化剂的表面进行的，所以反应速率与反应物的表面浓度或覆盖度有关。表面质量作用定律认为发生在理想吸附层中的表面基元反应，其速率与反应物在表面上的浓度成正比，而表面浓度的幂是化学计量方程的计量系数。如：-十kc，cl卜赠17.SO2在Pt/A12O3上的氧化反应设想该反应机理为Rideal机理，它包括三个步骤

6、I.氧的解离吸附02十2*^20*吸附系数;^n.表面反应IfO*+SO2(SQg)*产物脱附(SO3)*^5=^so3+*表面反应平衡常数Kfl(SO3)*脱附系数1/A%总反应+so2SOa总反应平衡常数：丄==Aogu(1/Asq,)18.反应物的扩散过程是分以下两步进行的：•在催化剂周围的介质中的外扩散DE•催化剂孔中的内扩散Di18.外扩散，是指发生在催化剂颗粒外部，反应物自气流主体穿过颗粒层外的一层气膜(扩散层、滞留层)转移至颗粒外表面上的扩散，产物则经历相反的过程。内扩散，是指发生在催化剂颗粒内部，反应

7、物自外表面孔口处向孔内转移的扩散，产物则相反，自孔内向孔口、孔外扩散。内扩散较之外扩散更为复杂，既有体相扩散(容积扩散)，又有努森扩散(Kmidson在分子筛类型孔道中的内扩散，属于构型扩散。19.气体分子要在催化剂上起反应，大体要经过以下七个步骤：(1)反应物由气体主体向催化剂外表面扩散；(2)反应物由外表面向催化剂内表面扩散；(3)反应物吸附在表面上；(4)反应物在表面上进行反应，生成产物；(5)产物从表面上解吸；(6)产物从内表面向外表面扩散；(7)产物从外表面向气体主体扩散。20.将吸附、反应和解吸，这三个过

8、程统称为表面过程。21.1)表面过程控制(动力学控制)一气流速度大，催化剂颗粒小，孔径大，反应温度低，催化剂活性小，则扩散速率大于表面过程速率。称为表面过程控制，或动力学控制。例如以氧化锌为催化剂使乙苯脱氢，制备苯乙烯的反应，即为表面过程控制的反应。2)外扩散控制一若反应在髙温高压下进行，催化剂颗粒小，孔径大，活性也很髙，但气体流速小，则表面过