催化原理的知识总结

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1、催化原理催化剂的研究和开发，是现代化学工业的核心问题之一，现代化学工业的巨大成就，是同使用催化剂联系在一起的。目前，90％以上的化工产品，是借助催化剂生产出来的。“没有催化剂，就不可能建立近代的化学工业”的说法，并非言过其实。重要性催化剂应用领域，化学品占43%，石油炼制约占25%，控制污染约占22%，其他占10%。石油炼制与石油化工中，每消耗1美元催化剂可生产价值195美元的产品重要性PresentandfutureroutestoorganicchemicalsandhydrocarbonfuelSourceTreatmentChemicalpro

2、ductFuelproductCrudeoilRefiningReformingHydrodesulphurizaionetc.AlkenesAromaticsHigh-octanepetrolAviationgasolineFueloilDieseloilNaturalgas-OxidationDedydrogenationSteam-reforming-MethanolAlkenes,alkynesSynthesisgasNaturalgasAlkanes,aromatics--CoalDistillationWater-gasreactionWa

3、ter-gasshiftLiquefactiontocrude-oilsubstituteAromatics,phenolsSynthesisgasHydrogen-Coke---BiomassHydrolysisFermentationHydrogenolysisTransesterificationEthanolAlkanesFattyacidestersEthanolAlkanesBiodiesel催化与其它学科的关系化学反应工程化学工艺学无机化学金属有机化学固态化学界面化学及胶体化学物理化学；化学热力学化学动力学；分析化学催化剂现代物理手段；结

4、构化学波谱分析；分析化学反应机理；表面化学制备评价及探索其本质工业应用研究化学反应机理催化是一种自然现象，早已在生物体中存在的现象。生物酶催化是生命的基础（在一个简单的生物细胞中约有3000个化学反应）光合作用是一种能量储存与转换方式，叶绿素将光子吸收后，通过一系列酶催化过程将CO2和水转化为人体所能吸收的糖份.人类很早就学会利用自然催化过程。如利用酵素将各种果子酿成美酒.系统的催化研究始于18世纪，1740年英国医生Ward用硫磺和硝石(硝酸钾)一起燃烧制造硫酸。催化是什么？催化作用一般区分为均相和非均相两大类。均相催化，是指催化剂与反应介质相互混溶

5、，组成均匀物系。均相催化常用于液相反应。非均相催化，是指催化剂与反应介质以不同的相存在，在绝大多数情况下，催化剂是一种固体，与气相或者液相反应物接触，使之发生反应，故有时称这种催化作用为接触催化。酶催化可以作为特殊的一类，区别于均相与非均相催化，它的重要性早已为科学家所认识，没有酶就没有生命的存在。催化作用的分类二、作用机理分类1、氧化还原型2、酸碱型3、配位催化（络合催化）催化体系分类酶—由生物体产生的具有高效和专一催化功能的蛋白质特点催化活性高（比一般催化剂高近亿倍）专一性反应条件温和催化剂分类-按组成分类1.金属催化剂2.金属氧化物催化剂(金属硫

6、化物、氟化物、氯化物)；3.酸、碱催化剂；4.分子筛催化剂-择形催化；5.膜催化；6.金属配合物催化剂；石油炼制石油化工煤化工精细化工无机化工环境催化生物质催化替代能源催化催化剂分类-按应用领域分类发展史1、工业发展生物催化—公元前，中国发酵酿酒和制醋的方法;非生物催化—有两百年的历史，现已有90%的化学工业过程含有催化过程硫酸的生产：1740年：开始硫磺和硝酸钾燃烧法生产硫酸，玻璃反应器；1746年：铅室法，选用催化剂NO2；SO2SO3工业催化剂开始。1831年：为提高效率改用Pt催化剂，接触法生产硫酸的开始;1890年：催化剂V2O5-K2SO4

7、/硅藻土使用，一直沿用至今。合成氨生产：1909年，FHaber发明高压法(锇催化剂，17-20MPa,500~600℃)合成氨过程，获得6%产品。Haber因此而获得1918年NobelPrize。MBosch在BASF实验室发明的多组分熔铁催化剂推动了合成氨的工业化。1917年，运用H-B过程，在BASF形成60吨合成氨生产能力，MBosch也获得了1931年NobelPrize目前，世界合成氨的产量已经达到8000万吨以上。图一：合成氨-综合催化化工过程硫化氢吸收ZnO加氢脱硫Co,Mo硫化物分散在氧化铝上二氧化碳氨甲烷化Ni/Al2O3CO2脱

8、除低温变换Cu/ZnO/Al2O3高温变换Fe3O4/Cr2O3二段蒸汽转化一段蒸汽转化Ni/