工业催化说明题

工业催化说明题（a）各种催化剂制备方法、步骤、特点、影响因素等常用制备方法：（1）沉淀法 （2）浸渍法（3）混合法（4）离子交换法（5）熔融法沉淀法步骤：可溶性cat.组分（金属盐水溶液）——一过饱和状态f成核一长大一凝胶溶液一老化一水凝胶一洗涤一过滤一干燥一干凝胶一成型一焙烧一催化剂影响因素：1.浓度2.pH3.温度4.加料顺序浸渍法步骤：将载体浸泡在含有活性组分的可溶性化合物溶液中，接触一定时间后除去过剩的溶液，再经干燥，焙烧和活化，即可制得催化剂影响因素物理：颗粒大小，比表面积，孔结构化学：惰性载体，载体与活性组分具有相互作用，载体具有催化作用混合法1.干法2.湿法干法步骤：活性组分、助Cat.、载体、粘接剂、润滑剂、造孔剂等一起进行机械混合一成型一热处理（如转化镍Cat.）湿法步骤：活性组分以沉淀得到的盐类或氧化物形式与干的助催化剂，载体粘接剂以其进行湿式碾合成型一干燥一焙烧一过筛一包装（SO2接触氧化钒催化剂）离子交换法步骤利用载体表面上存在可交换离子,将活性组分通过离子交换（阳离子交换）交换到载体上一洗涤一干燥一焙烧一还原一cat特点：(1)遵循化学计算关系，是可逆过程得到的cat分散性好、活性高一尤适合于制贵金属cat熔融法步骤高温条件下，使cat.组分融合一固溶体一分散度好特点：(1)分散度高(2)活性好(3)机械强度高(4)生产能力大(b)分子筛催化剂的特点、制备方法、调变方法等等分子筛的特点：(1)有明确的孔腔分布(2)有极大的内表面(典型600m2/g)(3)良好的热稳定性(>1000°C)(4)酸性的可调变性(5)择型催化性—产物、反应物、过渡状态物制备方法：结晶型的硅铝酸盐，具有均匀孔结构，含大量结晶水，加热可除去即可得到调变方法：(1)通过毒化外表面活性中心修饰孔口大小通过稀盐酸、NH4+的直接交换可改变分子筛的酸性。通过不同的制备配方和工艺，可以改变分筛酸碱性，^口：Al/Si/,OH基比活性/。(C)酸碱催化剂的特点、酸(碱)性位的特点、鉴别方法、分类情况、与催化的关系等等酸催化剂的特点：(1)能够给出质子或接受电子对能够化学吸附碱能使碱指示剂改变颜色碱催化剂的特点：能够接受质子或给出电子对酸位特点:有B酸中心或L酸中心酸位类型及其鉴定：B酸、L酸的催化作用机理不同方法：采用NH3或吡啶在固体酸表面上吸收的红外光谱法(IR)可以区分B酸、L酸酸位性质与催化作用的关系大多数酸催化剂反应是在B酸位上进行的有机反应中的乙酰化反应要用L酸位催化(3)催化用的酸强度不同时，可能产生不同的反应有些反应需要L、B酸的协同效应催化剂表面积的各种测定方法，特点，测量时的注意事项吸附法 化学吸附法(选择性吸附)物理吸附法(非选择性吸附)BET法气相色谱法BET法容量法：吸附前后气体体积变化量一计算吸附量一需真空重量法：吸附前后气体重量变化量f计算吸附量 需真空色谱法：常用一定比例的气体吸附质(N2)和He作载气通过样品，流出部分用热导池检测，记录仪记录。套上液氮瓶，样品吸附，反之脱附。改变混合气组成，便可测出不同N2分压下的吸附量。代入BET公式，就可计算出样品的比表面积。催化剂失活的原因及其再生方法1.Cat.的失活原因(1)中毒(2)结焦(3)烧结(4)污染2.Cat的再生方法：（1）蒸汽处理（2）空气处理（3）H2/还原性气（4）酸/碱处理（f） 催化剂反应动力学测定方法、应注意的各种问题等（参考书本）Langmuir等温式注意事项：1）表面所有吸附位都是等同的。而且一定要是均匀分布2） 吸附质间的相互作用是可忽略的，特别是在邻位占据情况下也没有相互排斥3） 吸附在N位置上的吸附分子是单层分布的4） 吸附质表面没有状态变化，特别是没有解离5） 吸附是一定达到平衡的（g） 催化剂开、停车一般步骤、升温还原重要性及应注意的事项（1）开车a.纯N2置换（或惰性气）b.循环加热c.用还原性气体（或工艺条件）升温、还原短期停车（临时、抢修等）：只需关闭反应器出口阀并保持cat床层温度，维持正压或用纯N2保护cat，维持炉温长期停车：钝化处理一用含少量氧的n2（或水蒸气）缓慢氧化cat.，逐步降温 卸出催化剂升温与还原是cat.制备过程的“继续”，是形成活性结构的过程，是投入使用前的最后工序过程特点：既有化学变化—还原为活性态，如金属又有物理变化—表面积增大，析碳(CO还原时)正常过程应稳定而缓慢注意事项1)一定要还原好催化剂一定要稳定操作，尽量避免快速升、降温度严禁毒物的带入催化剂使用初期，硬是操作温度处于最佳使用温度下线，待活性降低后在逐渐提温。燃料电池在未来能源起的地位如何？它的主要应用领域？最近230年，由于需要高能效的空间交通用能，特别是便携式电子技术要利用高能的动力源，另外要满足降低二氧化碳排放等环保要求，在多种推动力下，FC技术得到快速发展现今，FC作为新型能源，作为出火力，水力，核能发电以外的第四种发电方式为全世界重视，研究，开发和装机，发展速度越来越快，应用领域越来越广，前景更是无限广阔应用领域：(1)电力生产(2)汽车动力(3)特种用途航天器、空间试验站、潜艇、机器人等等目前动态污染源的主要处理方法是什么？其中的关键技术？动态污染源的治理：三元催化或叫三效催化关键技术：载体+活性组分瓷载体：抗热冲击性能好，热膨胀系数低合金载体：机械强度大、传热性、抗震性好、寿命长、压降低对涂层的要求1）有较高的热稳定性2）增强涂层中某重要组分的热稳定性如Al2O33）协助或改善催化组分的功能活性组分：Pt、Rh、Pd等——效果好（j） 生物催化剂的主要优