《催化剂与催化作用》PPT课件

《《催化剂与催化作用》PPT课件》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、催化作用与催化剂催化作用的特征催化剂的组成与功能催化剂的性能(催化指标)活性选择性稳定性催化剂和催化反应分类催化剂的定义研究一个化学反应体系反应的平衡位置属于化学热力学多久能达到平衡位置属于化学动力学催化剂是一种能加速反应的速率而不改变反应的标准自由焓的物质。催化剂作为一种化学物质，它能够与反应物相互作用，但是在反应的终结它仍保持不变。催化剂加速化学反应的实例SO2＋O2SO3(V2O5)，无催化剂时，即使加热也几乎不生成SO3。N2＋H2NH3(Fe催化剂)，若没有铁催化剂，在反应温度为40

2、0℃时，其反应速度极慢，甚至不能觉察出来，而当有铁催化剂的存在时，就实现工业生产合成氨。催化过程的发展1838年，实现了工业规模合成SO31913年．实现了工业规模合成氨，Pt将氨氧化来制造硝酸，用以生产肥料和炸药。1923年．实现了以煤为原料，通过CO＋H2的合成烃类，即所谓费托(F—T)合成。Cu系催化剂作用下制得了甲醇。20年代以后，利用钒作催化剂由萘成功地氧化为邻二甲苯酐。催化理论的基本思想的形成在这一时期，逐步产生了某些催化理论的基本思想。例如，不稳定表面中间物(1910年)，晶格非理想

3、性(1920年)，表面活性中心(1925年)，这些理论雏形在实践中应用，起到了改进旧催化剂、开发新催化剂的作用，推动了化学工业的发展。新的催化过程帮助提高经济效益和竞争能力1936年改性天然白土作为催化裂化催化剂生产高辛烷值汽油40年代初改用合成硅铝胶催化剂60年代又改用稀土分子筛催化剂，既进一步提高了汽油辛烷值，又极大地提高了产率。催化过程1953年用Ziegler—Natt催化剂合成聚乙烯1957年磷钼酸铋催化剂使丙烯氨氧化合成丙烯腈，为人造橡胶、纤维、塑料三大合成材料的生产奠定了基础。催化过

4、程帮助解决危机为控制大气污染，1970年又研制成功了汽车废气净化的贵金属和非贵金属催化剂。随着石油危机的出现，对煤资源和重油的开发利用又受到了重视，由此对耐硫的硫化物催化剂和使用ZSM—5分子筛催化剂由甲醇生产汽油的催化过程等都引起了人们的兴趣一些重要的工业催化过程催化作用的特征通过改变反应历程改变反应速度能减小活化吉布斯自由能，提高反应速度只能加速反应趋于平衡，不能改变平衡的位置只能加速热力学上可以进行的反应对加速反应具有选择性催化剂的寿命催化剂只能加速反应趋于平衡，不能改变平衡位置化学平衡是由

5、热力学决定的G0＝-RT1nKP，其中KP为反应的平衡常数，G0是产物与反应物的标准自由焓之差，是状态函数，只决定于过程的始终态，而与过程无关，催化剂的存在不影响G0值，它只能加速达到平衡所需的时间，而不能移动平衡点。催化剂加速反应趋于平衡，不能改变平衡位置乙苯脱氢制苯乙烯，在600℃常压、乙苯与水蒸汽摩尔比为1：9时，按平衡常数计算，达到平衡后苯乙烯的最大产率为72.3％，这是平衡产率，是热力学所预示的反应限度。为了尽可能实现此产率，可选择良好催化剂以使反应加速。但在反应条件下，要想用催化

6、剂使苯乙烯产率超过72.3％是不可能的。催化剂对反应具有选择性根据热力学计算，某一反应可能生成不只一种产物时，应用催化剂可加速某一目的产物的反应，即称为催化剂对该反应的选择性。工业上就是利用催化剂具有选择性，使原料转化为所需要的产品。例如，以合成气(CO＋H2)为原料，使用不同的催化剂则沿不同的途径进行反应。催化剂对反应具有选择性催化剂的组成与功能活性组分化学活性载体高表面积、孔结构、机械强度助催化剂对活性组分/载体改性催化剂的性能指标活性(catalyticactivity)在特定反应条件下，单

7、位质量（或体积）催化剂在单位时间内所生成的产物质量。单位：g产品/(g催化剂h)或g产品/(ml催化剂h)或t产品/(m3催化剂d)衡量催化剂效能大小，表示催化剂加快化学反应速率程度的一种度量。选择性(selectivity，S)：生成目的产物所消耗的原料量与反应过程中消耗的原料总量之比。S=目标产物量/全部产物量稳定性或寿命化学稳定性：保持稳定的化学组成和化合状态。耐热稳定性(thermalstability)：催化剂在高温苛刻反应条件下，长期具有稳定的催化性能。要求：良好导热性能，较高热

8、容量；较宽适应温度。稳定性(stability)催化剂在反应前后维持活性和选择性的能力抗毒稳定性(resistancetopoisoning)：催化剂对少量有害杂质的毒化所具备的抵制能力。不同催化剂对不同杂质具有不同的抗毒稳定性，同一种催化剂，对同一种杂质在不同的反应条件下，也有不同的抗毒稳定性。机械稳定性：固体催化剂颗粒抵抗摩擦、冲击、重压、温度等引起的种种应力的程度。活性组分的流失(loseofactivecomponent)：催化剂的某个或某些活性组分，在长期使用过程中发生升