工业催化名词解释

1、催化剂的基本活性有：①催化剂能够加快化学反效应速率，但本身并不进入化学反应的计量；②催化剂对反应具有选择性，即催化剂对反应类型、反应方向和产物的结构具有选择性；③催化剂只能加速热力学上可能进行的化学反应，而不能加速热力学上无法进行的反应；④催化剂只能改变化学反应的速率，而不能改变化学平衡的位置；⑤催化剂不改变化学平衡，意味着对正方向有效的催化剂，对反方向的反应也有效。2、为什么沉淀陈化对所制备催化剂性能有显著影响？因为在陈化过程中，沉淀物与母液一起放置一段时间后（必要时保持一定温度）时，由于细小晶体比粗大晶体溶解度大，溶液对于大晶体而言已达到饱和状态，而对于细晶体尚未饱和，于是细晶体逐渐溶解，并沉积于粗晶体上。如此反复溶解、沉淀的结果，基本上消除了细晶体，获得了颗粒大小较为均匀的粗晶体。此外，孔隙结构和表面积也发生了相应的变化。而且，由于粗晶体总面积较小，吸附杂质较小，在细晶体中的杂志也随溶解过程转入溶液。某些新鲜的无定形或胶体沉淀，在陈化过程中逐步转化而结晶也是可能的。例如分子筛、水合氧化铝等的陈化，即是这种转化最典型的实例。3、催化剂活性评价中排除内扩散影响的最好办法是通过不太复杂的实验来确定。对于一个选定的反应器，改变待评价催化剂的颗粒大小，测定其反应速率。如果不存在内扩散控制，其反应速率将保持不变。4、选择主催化剂（活性组分）时从“几何对应性”推断的基本思路是什么？催化剂的几何结构对活性有影响，在许多年前就已被认识到。此后曾据此逐步形成多位理论，这是一种描述催化剂表面结构与反应物分子结构间关系的一种早期“物理模型”的理论。多位理论的基本观点是，被吸附的质点的键长应和催化剂晶格参数相一致。这一理论能说明许多催化作用，但亦有许多催化作用它无法说明，可能的原因之一是，催化剂的表层数据很容易从有关手册中查到，非常方便，不像上述吸附热那样需要专门通过实验测定，因而该多位理论常被采用。从“电子态效应”推断：根据电子态效应来推断催化剂活性，是基于“晶体场”和“配位场”理论的计算结果。该理论认为，中心离子的电子层结构在晶体场（或配位场）的作用下，引起轨道能级的分裂，从这个角度可以解释过渡金属化合物的一些性质。配位场理论，不仅考虑到中心离子与配为体之间的静电效应，还考虑到它们之间的共价性质。5、调变性助催化剂及其选择性原则：调变性助催化剂能在一定范围内改变助催化剂的本征活性和选择性。通常，在选择这种助催化剂前，已经对主催化剂做过选择，做过少数实验，大致了解到一至数种主催化剂的优点和缺点。选择助催化剂的原则是，强化主催化剂的优点，而克服其缺点。6、焙烧的目的是：①通过物料的热分解，除去化学结合水和挥发性物质（如CO2、NO2、NH3），使之转化为所需要的化学成分，其中可能包括化学价态的变化；②借助固态反应、互溶、再结晶，获得一定的晶型、微粒粒度、孔径和比表面积等；③让微晶适度地烧结，提高产品的机械强度。7、论述防止工业催化剂衰退的对策：（1）在不引起衰退的条件下使用；（2）增加催化剂自身的耐久性；（3）衰退催化剂进行再生。再生的方法主要有：①催化剂在反应过程中连续地再生；②反应后再生；③采用容易再生催化剂的反应条件。以上所述的，仅仅是有关催化剂活性衰退的一般对策，当然每种催化剂有其本身的规律，必须“对症下药”才能很好地解决催化剂的活性稳定和长周期使用的问题。8、多相固体催化剂的基本构成组分有：主催化剂、共催化剂、助催化剂（结构助催化剂、电子助催化剂、晶格缺陷助催化剂）、载体、其他（例如稳定剂、抑制剂等）。9、催化剂宏观物理性质测定的主要内容是：颗粒直径及粒径分布、机械强度测定、催化剂的抗毒稳定性及其测定、比表面积测定与孔结构表征。10、主催化剂（活性组分）选择时，从“吸附和吸附热”推断催化活性的基本观点是：一般认为，多相催化反应中，反应物在催化剂作用下转变成生成物的过程可以分成下面几个步骤：①反应气体通过扩散接近催化剂；②反应气体和催化剂表面发生相互作用，也即发生化学吸附；③由于吸附，反应物分子的键变松弛或断裂，或同其他吸附分子相结合，在催化剂表面发生原子和分子的重排，也即发生化学反应；④新生成的分子作为生成物向气相逸散，也即产物脱附。由此可知，化学吸附是多相催化过程必经的步骤。反应物在催化剂表面上吸附成为活化吸附态，从而降低反应活化能，加快反应速率。化学吸附是固体催化剂表面活化的过程。吸附键太弱，不利于旧键的活化，而太强又不利于新键的形成。所以，当反应气体在催化剂表面上以适中的强度进行化学吸附时，其反应活性才是最好的。11、工业催化剂使用中化学性毒物的特点和危害是：这是一种常见的毒物。毒物比反应物能够更强烈地吸附在催化剂活性中心上，由于毒物的吸附导致反应速率的迅速下降，这个过程是由于毒物和催化剂活性中心形成较强化学键从而改变了表面的电子状态，甚至形成一种稳定的、无活性的新化合物。化学吸附性的毒物可以分为两类：一类是当原料经过仔细净化后，原料中得毒物完全被除掉，已中毒的催化剂可继续使用，活性可以重新恢复的，成为暂时性毒物，这种中毒过程成为可逆中毒；另一类是使催化剂活性恢复很慢或不能完全恢复的毒物，成为永久性毒物，这个中毒过程成为不可逆中毒。升高温度时，脱附速率比吸附速率增加的快，从而中毒现象可以明显地减弱。12、沉淀法制备催化剂中，影响沉淀形成的主要因素有：浓度，溶液中形成沉淀的首要条件之一就是其浓度超过饱和浓度；温度，溶液的过饱和度与晶核的生成和长大有直接关系，而溶液的过饱和度又与温度有关。一般来说，晶核的生长速度随温度的升高而出现极大值；pH值，既然沉淀法常用碱性物质作沉淀剂，因此沉淀物的生成在相当程度上必然受溶液pH值的影响，特别是制备活性高的混合物催化剂时更是如此；加料方式和搅拌强度，沉淀剂和待沉淀组分两者进行沉淀反应时，有一个加料顺序的问题，搅拌强度对沉淀的影响也是不可忽视的，不管形成何种形态的沉淀，搅拌都是必要的。综上所示，影响沉淀形成的因素是复杂的，在实际工作中，应根据催化剂性能对结构的不同要求，选择适当的沉淀条件，注意控制沉淀的类型和晶粒大小，以便得到预订结构和组成的沉淀物。名词解释催化剂：起加速反应速率，控制反应方向或产物构成，而不影响化学平衡的一类作用的物质，它不在主反应的化学计量式中反映出来，即在反应中不被消耗。催化作用：催化剂是一种能够改变化学反应的速率，而本身又不参与反应与最终产物的物质。活化能：反应分子在反应过程中克服各种障碍，变成一种活化体，进而转化为产物分子所需的能量。阳离子交换树脂：在树脂的骨架中含有作为阳离子交换基团的磺酸基或羧基。（阴离子交换树脂类似）。分子筛：具有较强的吸附能力，可以将比其孔径小的物质排斥在外，从而把分子大小不同的混合物分开，这种沸石材料称为分子筛。催化剂活性：催化剂效能的高低选择性：用来衡量催化剂抑制副反应能力的大小。机械强度：催化剂抗拒外力作用而不致发生破坏的能力。寿命：催化剂在使用条件下维持一定活性水平的时间（单程寿命）；每次活性下降后经再生又恢复到许可活性水平的累计时间（总寿命）。转化率=反应物A已转化的物质的量/反应物A起始的物质的量*100%。空速：在流动体系中，物料的流速（单位时间的体积或质量）/催化剂的体积就是体积或者质量空速。时空得率：每小时每升催化剂所得产物的量（STY）收率R：产物中某一类指定的物质总量/原料中对应于该类物质的总量*100%。活性中心：催化剂表面结构中某些特定的原子结构（经典催化理论）、电荷密度、几何形貌，对特定化学反应才具有催化能力的部位。中毒：原料中极微量的杂质导致催化剂活性迅速下降的现象。积碳：以有机物为原料的化工反应，常见的副反应，包括碳化物中元素碳的析出或沉积于催化剂上。烧炭：即除碳，是积碳反应的逆反应，这是以水使碳企划而消去的水煤气反应，若改用氧气，也可生成谈的氧化物而消去碳。1举例说明催化剂在国计民生中的作用？答：如：合成氨催化剂合成NH3工业，对于世界农业的发展乃至对人类物质文明的进步，都是具有重大历史意义的事件。NH3是世界上最大的工业合成化学品之一，主要作为肥料，正式合成氨铁系催化剂的发展和应用，才实现了用工业的方法从空气中固定氮，进而廉价的得到氮。最初的合成NH3选气工艺利用水电解或者利用水煤气置换制氢，成本昂贵。随着天然气或者石脑油（轻油）水蒸气转化制氢。催化剂的开发，是合成NH3工业得到廉价的氢来源，早期合成氨原料气净化，用铜氨液吸收脱除CO，流程复杂，成本昂贵。生产环境条件差，在CO低温交换和用烧化催化剂开发成功后，采用甲烷化法脱除CO和CO2，各种问题迎刃而解。许多类似的事例都说明，没有催化剂领域科学和技术的进步，变不会有合成氨工业的今日面貌。2催化剂的基本特点：能加快反应速率，本身并不进入化学反应的计量；对反应类型、反应方向、产物的结构具有选择性；只能加速热力学上可能进行的化学反应；只能改变化学反应速率不能改变化学平衡的位置；对正反应方向有效地催化剂对你反应方向也有效。3催化剂的分类：按聚集和状态分为气液固；按化学键分为金属件、等极键、离子键、配位键；按元素周期分为主族元素、过渡元素；按催化剂组成及使用功能分为金属、半导体氧化物和硫化物、绝缘性氧化物、酸；按工艺与工程特点分为多想固体催化剂、均相配合催化剂、酶催化剂。4多项固体催化剂：催化剂和反应物处于不同相，催化剂为固体，气-固相催化剂和液-固相催化剂，从化学成分上看，这类工业催化剂主要含有金属、金属氧化物或硫化物、复合氧化物、固体酸、碱盐等，以无机物构建其基本材质，包括主催化剂（起催化作用的根本性物质）、共催化剂（能和前者同时起催化作用的组分）、助催化剂（提高主催化剂活性、选择性，改善催化剂耐热性、抗毒性、机械强度和寿命等性能的组分）、载体（增大表面积，提高耐热性和机械强度，有时还能担任共催化剂和助催化剂的角色）；其他如稳定剂、抑制剂等。5固体非均相催化剂的优缺点。优点：气液相产物易与固体相催化剂分离；满足其他操作过程，仅需要简单的设备设计和有限的操作，催化剂耐热性能好，过程易于控制，产品质量高。缺点：多相催化剂机理复杂，相间现象变得复杂，扩散和吸收、吸附等所有因素对反应速率起着重要作用，表面反应机理的分析十分困难。6均相配合物催化剂的化学组成及优缺点。化学组成：由中心金属M和环绕在其周围的许多其他离子或中性分子（配位体）组成。优点：催化机理易于表征；不受相间扩散影响，活性较高。缺点：催化剂分离回收困难；需要稀有贵重金属；热稳定性差；对反应器腐蚀严重7催化剂活性评价中如何排除内扩散的影响？多相催化反应机理？答：排除内扩散影响的最好办法是通过不太复杂的试验来确定cat粒度。对于一个选定的反应器，改变评价cat的颗粒大小，测定其反应速率。如果不存在内扩散控制，其反应速率保持不变。改变孔径，增大目数，使cat颗粒直径变小。反应机理起始原料通过边界层向催化剂表面扩散；起始原料向孔的扩散；孔内表面反应物的吸附；催化剂表面上的化学反应；催化剂表面产物的脱附；离开孔产物的扩散；脱离催化剂通过边界层向气相中的产物扩散。8酶催化剂特点高催化效率；选择性高；反应条件温和；可自动调剂活性9催化剂的工业制造方法：沉淀法、浸渍法、混合法、热熔融法、离子交换法。工业上对催化剂的要求催化效率高；催化选择性好；廉价易得；环保、无毒、耐磨损、不易中毒10沉淀法分类：单组份沉淀法、共沉淀法、均相沉淀法、浸渍沉淀法、导晶沉淀法。共沉淀法：是将催化剂所需的两个或两个以上组分同时沉淀的一种方法。其特点是一次可以同时获得几个催化剂组分的混合物，而且各组分之间的比例较为恒定，分布也比较均匀，分散性和均匀性好。两种以上金属盐溶液→混合→氢氧化钠+碳酸钠→沉淀→形成非晶形沉淀→洗涤→干燥→焙烧→研磨→成型→活化→催化剂。11为什么一般采用硝酸盐提供无机催化剂材料所需阳离子。绝大多数硝酸盐都可溶于水，并可方便地由硝酸与对应的金属或其氧化物、氢氧化物、碳酸盐反应制得。12常用沉淀剂有哪些，它的选择原则是什么？常用沉淀剂有氨气、碳酸铵等铵盐，选择原则：尽可能是用易分解挥发的沉淀剂；形成的沉淀物要