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催化化学问题整理版

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酸碱催化剂

1.什么是酸催化剂,什么是碱催化剂?

2.工业酸催化剂主要有哪几种类型?

3.工业碱催化剂主要有哪几种类型?

4.酸催化剂主要催化哪些反应类型的反应?这些反应所需酸催化剂的强度顺序如何?

5.酸碱催化剂所催化反应有何共性?

6.酸催化剂所催化反应有何本质特性?为何酸催化剂能催化这类反应?

7.碱催化剂所催化反应有何本质特性?为何碱催化剂能催化这类反应?

8.固体表面酸中心的酸性的强弱可由酸强度表示,请给出定义?

9.指示剂法测固体酸中心强度和浓度有何优缺点?

10.哪种测量方法可以区分固体表面L酸和B酸中心?如何判别?

11.哪种测量方法可以同时测量固体表面酸中心的强度和浓度以及酸强度分布?如何测量

12.分子筛催化剂通常是酸催化剂还是碱催化剂?HZSM-5分子筛和活性氧化铝分别催化甲醇脱水生成二甲醚各有何特点?

13.用金属离子交换分子筛,催化剂酸强度与交换金属离子的价态和半径有何关系?

交换离子价态越高,半径越小,酸强度越高,催化活性越高。

14.什么是择形催化?柴油催化裂化的目的是什么?目前有何催化

剂?为什么?

择形催化(shape-selective catalysis)是1960年Weisz和Frilette在研究小孔沸石的催化反应过程时首创的一个名词,用来描述这类分子筛的独特催化性能.他们发现以分子筛做催化剂时,反应主要在晶内进行,而且只有那些大小和形状与沸石孔道相匹配,能够扩散进出通道的分子才能成为反应物和产物,这就是择形催化.

(ppt上就这两页,我不太看得明白)

目的意义:使重油在高温和催化剂的作用下,大分子裂化成汽油、柴油和裂化气等小分子烃类,从而生产汽油、柴油等燃料,以及丙烯丁烯等化工原料。

目前有何催化剂:稀土超稳Y分子筛(REUSY)

15.甲醇脱水生成二甲醚为何用酸性催化剂?

16.什么是金属催化剂?金属催化剂通常催化哪些类型的化学反应?

为什么能够催化这些类型的反应?

金属催化剂:以金属为主要活性组分的固体催化剂。主要是贵金属及铁、钴、镍等过渡元素。有单金属和多金属催化剂。

通常催化的化学类型:主要:氢化反应脱氢反应氢解反应次要:氧化反应

为什么:太复杂了,详见ppt金属催化剂实在是说不清楚还是大家自己看看害怕我理解的不正确误导你们。

17.金属催化剂通常分为哪几类?过渡金属的d空穴d百分数及其吸附性能有何关系?D百分数多少时,催化性能较好?

分为:1块状催化剂(电解Ag cat.; 融熔Fe cat.; Pt 网cat等)2分散或负载型催化剂(Pt-Re/Al2O3; Ni/Al2O3)3合金催化剂(Cu-Ni, Cu-Co)

D%越小则D空穴越大则吸附性能越好

Best d% : 40-50%

18.金属催化剂的分散度是什么含义?环己烷脱氢反应是否属于结构敏感反应?为什么?

金属催化剂的分散度D:金属分散度指催化剂表面活性金属原子数与催化剂上总金属原子数之比

金属颗粒表面原子数

D= ------------------

(表相+体相)总原子数

结构不敏感,因为其TOF与D无关

19.重整催化剂由哪些成分组成?各起什么作用?

由金属组分+酸性组分+担体三部分组成

金属组分(一般为Pt):脱氢催化酸性组分:促进异构化等正碳离子反应

担体(一般为三氧化二铝):载体作用

20.过渡金属氧化物催化剂通常能催化哪些类型的化学反应?为什么?

选择氧化及氧化反应;氨氧化;氧化脱氢;脱氢;加氢;临氢脱硫;聚合与加成

为什么:催化剂主要是过渡族元素 IV B~VIII B和 IB、 IIB副族元素的氧化物。属氧化物中金属阳离子的d电子容易失去或得到电子。所以容易催化。

21.从能带理论看,P型半导体,n型半导体,本征半导体有何区别?为何n型半导体过渡金属氧化物催化剂能吸附大量氢气,而p型半导体过渡金属氧化物催化剂能吸附大量氧气?

因为N型半导体吸附氧(O2-)吸量很小,且使电导率下降;而对吸附氢 ( H+ )吸量大, 且使导电率升高.

P型半导体:吸附氧(O 2-)吸量大, 且使电导率升高。吸附氢 ( H+ )吸量小, 且使导电率下降.

区别:

E f 费米能级(最高占有与最低未占轨道中间),电子平均位能

逸出功= 最高未占轨道能量- E

22.为何说n型半导体过渡金属氧化物催化剂适合催化强加氢反应和若氧化反应,而p型半导体过渡金属氧化物催化剂适合催化若加氢反应和强氧化反应?为何说本征半导体氧化物不能作为氧化还原反应的催化剂?

23.n型半导体过渡金属氧化物和p型半导体过渡金属氧化物的形成各有哪几种方式?

N:

1

P:

24.催化剂这一概念历史上最早是由哪个国家的哪位科学家于何

年何刊物中正式提出的?

1836年,瑞典,贝采利乌斯(Berzelius)在《物理与化学年鉴》上提出

25. 催化剂的本质是什么?它最早由哪个国家的哪位科学家于何年提出?

26.工业合成氨催化剂的组要成分有哪些?历史上由于合成氨催化剂和工业化研究而获得诺贝尔化学奖的科学家是哪个国家的哪两位?

27.合成高压低密度聚乙烯的催化剂历史上是由谁最早发明的?其主要组成为何?

28.历史上最早模仿合成高压低密度聚乙烯的催化剂而发明聚丙烯合成催化剂的是哪个国家的哪位科学家。他所发明的聚丙烯催化剂的组成为何?

催化剂与催化作用

29.什么是催化剂?什么是催化作用?催化作用的本质是什么?催化作用的特征主要有哪四个方面?

30.均相催化体系、复相催化(或多相催化)体系的真实含义各是什么?

31.催化剂的活性、选择性、寿命是何含义?活性有哪几种表示方式?各方式如何表示?

32.产率和选择性各如何表示?有何差别?

33.从功能来看,固体催化剂通常由哪三部分组成?各部分主要发挥什么作用?

34.催化剂失活通常有哪四个原因?

催化剂的表面吸附和孔扩散

35.采用固体催化剂的多相催化反应,由反应物到产物,主要经过

哪几个阶段?

36.什么是吸附?物理吸附和化学吸附的本质差别是什么?

37.化学吸附有哪几种类型?吸附态是何含义?

38.吸附等温线是哪两个变量间的关系曲线?主要有哪几种类

型?不同类型的吸附等温线与吸附剂孔大小有何对应关系?

39. 什么是吸附等温方程?朗格缪尔吸附等温方程对应于第几种

类型的吸附等温线?推导理论吸附等温方程时,朗格缪尔做了

哪些假设?真对单一气体非解离吸附过程,朗格缪尔是如何推

导的?

40. 推导BET 吸附等温方程式时做了哪些假设?该方程式适用

于化学吸附还是物理吸附?具体使用时适用范围还有何限

制?

41. TPD图中的峰数、峰位置、峰面积各给出何信息?

催化剂制备

42. 简单沉淀法制备催化剂时,原料浓度、加料方式、加料速度以及沉淀反应温度对最终催化剂的比表面积和孔大小有何影响规律?

43.与简单沉淀法比均匀沉淀法有何优点?

44. 负载型催化剂通常用何种方法制备?给出该方法的主要工艺步骤。

45. Rany 法制备催化剂的工艺主要有哪几步?碱抽提的最终目的是什么?

46. 合成氨催化剂的制备工艺主要有哪几步?

催化剂的评价和表征

47. 微分反应器和积分反应器有何区别?各有何优缺点?

48. 表征催化剂的比表面积、活性表面积、表面组成和价态、表面结构分别用何种方法或设备?

现代化学在人类社会发展中的作用

现代化学在人类社会发展中的作用 夏超1143041054 计算机学院 【摘要】化学在人类社会发展的过程中不断影响着人类的生活,本文从物质基础、学科发展、生存环境、及健康水平角度进行了简要阐述。 【关键词】现代化学人类社会作用 0 引言 当今千变万化的世界中,人类生活接触最多而又最深刻的变化是化学变化。化学研究的深入发展,对于造福人类起到了很好的促进作用。同时,化学也在不断的危害人类的生存环境。人类要想长久生存下去,不能只顾利用自然资源,更不能野蛮地征自然界,而是要重视保护自然界,使自然界和社会进步协调发展。 化学的研究对象是物质,研究物质组成与结构和性能的关系,研究物质转化的规律和控制手段。恩格斯[1]说过:“化学既是关于自然的科学,又是关于人的科学。在当代科学的发展趋势中,它们正在走向统一。因此,现代化学不仅是认识生命过程与进化的手段,也是人类生存的手段和获得解放的手段”。它的各个研究领域无不直接或间接地关系到人类社会的发展问题。当前,随着社会的化学化和化学的社会化趋势广泛而深入的发展,现代化学正在成为“一门满足社会需要的中心科学”[2],创造着现代物质文明和精神文明,深刻地影响着人类社会。 1 化学对人类物质基础的作用 自从20世纪以来,人类便遇到了各种社会问题的威胁,如人口增长、资源匮乏,环境恶化等等。不过在过去100多年中,化学在分析、合成、控制这些问题的过程中起到了举足轻重的作用,并且在解决问题的过程中起到了核心作用。化学正成为解决人类进步的物质基础的核心科学,主要表现在如下三个方面: 首先,化学不但能够大批量生产制造各种自然界已有的物质,并且能够根据人类的需求创造出自然界本不存在的物质。1928年尿素的合成不仅打破了不能人工合成生物物质的思想禁锢,而且这一研究结果在这以后合成化学中获得了极大的发展。合成有机高分子材料不但可以为人类吃、穿、用提供了大量适用的物质基础,而且使化学家能够在分子层面上进一步认识化学与生命物质的关系,从而迈向蛋白质、核酸等大分子的合成。 分析化学能够为我们提供成份分析和结构分析的手段,使人们能够在分子层次上认识天然的和合成的物质与材料,掌握和解释结构-性质-功能三者之间的关系,并且能够预测某种结构的分子是否可以存在?这种分子有什么功能? 化学包含了非常成熟的化学过程的热力学、动力学理论,能从理论上指导合成新物质(如催化剂、DNA等)和反应新条件(如高压、高温、超临界状态)的设计和创造,从而能够达到大自然所不能达到的目标,并且可以用于解决生产和生活问题。

催化化学复习题

催化化学复习题 选择题 1.一般用于填充床的球形催化剂的颗粒直径为(A)A.1~20 mm B.2~ 10mm C.20~40mm D.8~14目 2.关于催化剂描述不正确的是(C) A.催化剂量与化学计量方程式无关B.反应速度通常与催化剂量成正比 C.加速反应但不参加反应者也是催化剂D.参加反应后催化剂会有变化但很微小 3.γ-Al2O3是(A) A.酸性载体B.两性载体C.中 性载体D.碱性载体 4.一般来讲反应器直径与催化剂颗粒的直径比应控制在 (B) A.1-5 B.5-10 C.10-15 D.15-20 5.浓硫酸催化甲酸与甲醇的酯化反应是(D) A.液-液多相催化反应B.酶 催化反应 C.液固多相催化反应D.均 相催化反应 6.正丁烯异构为异丁烯选用的催化剂是(C) A.过渡金属催化剂B.过 渡金属氧化物催化剂 C.酸性催化剂D.碱 性氧化物催化剂 7.工业上用于空气氧化乙烯制环氧乙烷的Ag/α-Al2O3催化剂中Ag和α-Al2O3分别作为(B) A.主催化剂和助催化剂B.主 催化剂和载体 C.载体和主催化剂D.助 催化剂和主催化剂 8.合成氨催化剂Fe-K2O-Al2O3中对各组分作用描述正确的是(A ) A.Fe是主催化剂,K2O是电子助催化剂,Al2O3是结构助催化剂 B.Fe与K2O是主催化剂,Al2O3是结构助催化剂C.Fe是主催化剂,K2O是结构助催化剂,Al2O3是电子助催化剂 D.K2O是主催化剂,Fe是电子助催化剂,Al2O3是结构助催化剂 9. Pt/Al2O3重整催化剂中各组分所起的催化作用是(A) A.Pt起脱氢催化作用,Al2O3起酸催化与载体 作用 B.Pt起氧化催化作用,Al2O3起酸催化与载体 作用 C.Pt起脱氢催化作用,Al2O3只作为载体而没 有催化作用 D.Pt起脱氢催化作用,Al2O3只起酸催化作用10.苯加氢变环己烷反应所使用的催化剂是(C ) A.Al2O3B.V2O5C.Ni/Al2O3 D.CuO 11.乙醇在γ-Al2O3催化下脱水生成乙烯的反应属于(B) A.气液多相催化反应B.气 固多相催化反应 C.液固多相催化反应D.均 相催化反应 12.MgO载体是(D) A.酸性载体B.两性载体C.中 性载体D.碱性载体 13.下列选项中关于物理吸附的描述正确的是:(C)A.物理吸附前后分子结构发生变化 B. 物理吸附涉及的是价键力 C. 物理吸附热一般较小 D. 物理吸附总是吸热的。 14.载体不可用于( D) A.改进催化剂的机械强度B.改变由于温度变化引起的各种应力的能力 C.改变由于温度相变引起的各种应力的能力D.改变催化剂的活性组分 15.关于吸附描述不正确的是(B) A.在不同温度下,可能不同的化学吸附机理占优势B.尽管温度不同,吸附层的活动性相同 C.吸附根据吸附剂与吸附质的作用力不同可分为化学吸附和物理吸附 D.催化与化学吸附直接相关 16.对氮气有化学吸附作用的金属是(D) A.Ag B.Na C.Mn D.Fe 17.下列哪个选项不属于吸附热的测定方法:(B) A量热法B从转化率计算 C测不同温度下的脱附速率 D 从不同温度的吸附等温线计算 18. 原子轨道通过线性组合成分子轨道时,(C) A轨道数目改变 B 轨道能级改变 C能级低于原子轨道的称为成键轨道 D 能级高于原子轨道的称为成键轨道 19.关于化学吸附描述不正确的是(B) A.化学吸附在比吸附物沸点高得多的温度也可 以发生 B.化学吸附的吸附量总是随着温度的升高而单 调地减少 C.化学吸附与吸附活化能有关 D.化学吸附可有较大的温度范围变动 20.下列氧化物属于绝缘体的是(C) A.ZnO B.Cu2O

催化剂基础知识

工艺基础知识 1.什么是催化剂?催化作用的特征是什么? 答:在化学反应中能改变反应速度而本身的组成和重量在反应前后保持不变的物质叫催化剂。加快反应速度的称正催化剂;减慢的称负催化剂。通常所说的催化剂是指正催化剂。 催化作用改变了化学反应的途径。在反应终了,相对于始态,催化剂虽然不发生变化,但却参与了反应,例如形成了活化吸附态,中间产物等,因而使反应所需的活化能降低。 催化作用不能改变化学平衡状态,但却能缩短了达到平衡的时间,在可逆反应中能以同样的倍率提高正逆反应的速度。催化剂只能加速在热力学上可能发生的反应,而不能加速热力学上不可能发生的反应。 催化作用的选择性。催化剂可使相同的反应物朝不同的方向反应生成不同的产物,但一种催化剂在一定条件下只能加速一种反应。例如一氧化碳和氢气分别使用铜和镍两种催化剂,在相应的条件下分别生成甲醇和甲烷+水。 一种新的催化过程,新的催化剂的出现,往往从根本上改变了某种化学加工过程的状况,有力推动工业生产过程的发展,创造出大量财富,在现代的无机化工、有机化工、石油化工和新兴的海洋石油化工工业中这样的例子不胜枚举。在与人类的生存息息相关的诸多方面如资源的充分利用,提高化学加工过程的效率,合成具有特定性能的

产品,有效地利用能源,减少和治理环境污染以及在生命科学方面,催化作用具有越来越重大的作用。 2.什么是活化能? 答:催化过程之所以能加快反应速度,一般来说,是由于催化剂降低了活化能。为什么催化剂能降低活化能呢?关键是反应物分子与催化剂表面原子之间产生了化学吸附,形成了吸附化学键,组成表面络合物,它与原反应物分子相比,由于吸附键的强烈影响,某个键或某几个键被减弱,而使反应活化能降低很多。催化反映中的活化能实质是实现上述化学吸附需要吸收的能量。从一般意义上来说,反应物分子有了较高的能量,才能处于活化状态发生化学反应。这个能量一般远较分子的平均能量为高,两者之间的差值就是活化能。在一定温度下,活化能愈大,反应愈慢,活化能愈小,反应愈快。对于特定的反应物的催化剂而言,反应物分子必须跨过相应的能垒才能实现化学吸附,进而发生化学反应。简言之,在化学反应中使普通分子变成活化分子所须提供的最小能量就是活化能。其单位通常用千卡/克分子或千焦/摩尔表示。 3.什么是催化剂活性?活性表示方法有那些? 答:衡量一个催化剂的催化效能采用催化活性来表示。催化活性是催化剂对反应速度的影响程度,是判断催化剂效能高低的标准。 对于固体催化剂的催化活性,多采用以下几种表示方法: ⑴.催化剂的比活性。催化剂比活性常用表面比活性或体积比活性,即所测定的反应速度常数与催化剂表面积活催化剂体积之比表

现代化学发展及其对中学化学的影响

现代化学发展及其对中学化学的影响 李永强 125700 《基础教育课程改革纲要》中这样明确指出,要改变课程内容“难、繁、偏、旧”和过于注重书本知识的现状,加强课程内容与学生生活以及现代社会和科技发展的联系,关注学生的学习兴趣和经验,精选终身学习必备的基础知识和技能。可见在新课程中课程内容的改革同样占有重要的地位。高中化学新课程以提高学生科学素养为宗旨,其课程内容的选择改变了传统的以物质结构为基础、以元素周期律为主线的知识体系,突出化学基本观念的主导作用,注重在社会背景中引导学生学习化学知识,并将科学探究作为重要的课程内容。而在不同的课程模块中课程内容既具有连续性,又具有层次性。中学化学的教育改革要注意以下几个问题: 学科的现状与发展趋势及社会需求是教育改革的基础和推动力 要学习并重视现代教育学和学科教学研究所提供的新理念和方法论 探究性学习仍然是教育改革的突破口 要区分职业性要求和素质性要求 学段的衔接更着重于能力。 中学化学教师要想更好的理解新教材的内容选择上的变化,更好的使用新教材,就应该进一步明确现代化学发展及其对中学化学的影响。 一、化学学科的成就和地位 1.化学学科的地位 早在1985年,美国学者G.C.皮门特尔指出:“化学是一门中心科学,它与社会多方面的需要有关。化学的基础研究则将有助于我们的后代赖以满足演化中的需要,赖以解决许多难以预期的问题。” 化学是一门承上启下的中心科学。科学可按照它的研究对象由简单到复杂的程度分为上游、中游和下游。数学、物理学是上游,化学是中游,生命、材料、环境等朝阳科学是下游。化学是中心科学,是从上游到下游的必经之地。 化学又是一门社会迫切需要的中心科学,与我们的衣、食、住(建材、家具)、行(汽车、道路)都有非常紧密的联系。 化学是与信息、生命、材料、环境、能源、地球、空间和核科学等八大朝阳科学(sun-rise sciences)都有紧密的联系、交叉和渗透的中心科学。

催化化学习题

一、基本概念题 1. 催化剂的比活性:催化剂的比活性是相对于催化剂某一特定性质而言的活性。例如:催化剂每m2的活性。 2. 催化剂的选择性:催化剂有效地加速平行反应或串联反应中的某一个反应的性能。 3. 催化剂的机械强度:固体催化剂颗粒抵抗摩擦、冲击和本身的质量以及由于温变、相变而产生的应力的能力,统称为催化剂的机械强度。 4. 催化剂的密度:实际催化剂是多孔体,成型的催化剂粒团体积包括颗粒 与颗粒之间的空隙V 隙、颗粒内部实际的孔所占的体积V 孔 和催化剂骨架所 具有的体积V 真,即V 堆 =V 隙 +V 孔 +V 真 。(a)堆密度;(量筒)(b)颗粒密 度;(压汞法)(c)真密度(氦气法) 5. 催化剂的比表面:通常以1g催化剂所具有的总表面积m2/g 6. 催化剂的比孔容:1g多孔性固体催化剂颗粒内部所有孔道的总体积。ml/g 7. 催化剂的孔隙率:多孔性固体催化剂颗粒内部所有孔道的总体积占催化剂颗粒体积的百分数。 8. 催化剂的孔分布:除了分子筛之外,一般催化剂中的孔道直径大小不一。不同大小的孔道占总孔道的百分数称为孔分布。不同范围的孔径(r>200nm 称大孔,r<10nm微孔,r为10~200nm过渡孔) 有不同的测定方法。 9. 催化剂的平均孔半径:一般固体催化剂(分子筛除外)中孔道的粗细、长短和形状都是不均匀的,为了简化计算,可以把所有的孔道都看成是圆柱形的孔,并假定其平均长度为L,平均半径为r。 10. 催化剂中毒:催化剂在使用过程中,如果其活性的衰退是由于反应介质中存在少量杂质,或是由于催化剂在制备时夹杂有少量杂质而引起的,

则称为催化剂的中毒。 11. 催化剂的寿命:催化剂在实际反应条件下,可以保持活性和选择性的时间称为催化剂的寿命。 12. 催化剂的活化:催化剂在投入实际使用之前,经过一定方法的处理使之变为反应所需的活化态的过程。 13. 转化数:单位活性中心在单位时间内进行转化的反应分子数 14. 转化率:反应物在给定的反应条件下转化为产品和副产品的百分数 15. 产率:反应产物的量相对于起始反应物总量的百分数 产率、选择性和转化率三者的关系为:产率=选择性*转化率 16. 时空产率:催化反应中,反应物在单位时间内通过单位体积的催化剂所得某一产物的量。 17. 空速:单位时间内通过单位体积(或质量)催化剂的反应物体积(或质量)。单位:时间-1(GHSV) 18. 化学吸附:在吸附剂(催化剂)与吸附物(反应物)之间发生电子转移现象的吸附。 19. 覆盖率:催化剂表面被反应物分子吸附后。固体表面被覆盖的百分数。 20. 转换频率:(TOF)每个表面原子在单位时间内的活性。 21. 催化裂化:催化裂化是指石油的高沸点馏份(重质油)在催化剂存在下裂化为汽油、柴油和裂化气的过程。 22. 催化重整:催化重整是指在催化剂存在下使原油蒸馏所得的轻质油馏份转变为富含芳烃的高辛烷值汽油并副产液化石油气和氢气的过程,这过程包括异构化、环化脱氢等反应。 23. 加氢处理:加氢处理是加氢除去石油馏份中的S,N和O的过程,主要应用于催化重整和催化裂化的原料的脱硫和脱氢以利进一步加工。

催化化学与研究方法

催化化学和研究方法 教学大纲 一、教学大纲(含章节目录): 第一部分现代他化研究方法 前言:催化研究概述 第一童催化剂的宏观物性测定 1.1吸附与物理吸附 1.1.1固气表面上的吸附 1.1.2物理吸附的理论模型 1.2催化剂的宏观物性测定 1.2.1表面积 1.2.2孔容积(pore volume)和孑L?径分布(pore size distribution) 123颗粒度测定 1.2.4密度测定 1.2.5催化剂机械强度的测定 第二童分析电子显微镜方法 2」透射电子显微镜简介 2.2电子衍射W成像 2.3扫描透射电子显微镜(STEM) 2.4分析电子显微镜 2.5电子显微镜中样品的辐射损伤 2.6电子显微镜在多相催化中的应用 2.7新型透射电镜 2.8透射电子显微镜的局限性及应注意的事项 2.9结束语 第三童热分析方法 3」热分析的分类 3.2几种常用的热分析技术 3.3热分析动力学简介 3.4热分析在催化硏究中的应用

3.5热分析联用技术 3.6热分析实验技巧 3.7结束语 第四童X射线衍射分析 4」XRD的基本概念与基本原理 4.2XRD在催化材料研究中的应用第五章化学吸附W程升温技术 5」化学吸附的基本原理 5.2化学吸附的三种模型的吸附等温式 5.3动态分析方法理论(TPD、TPR、TPO、TPSR) 5.4TPD技术在表面酸碱性和氧化还原性能研究中的应用 5.5TPR、TPO技术在催化剂氧化还原性能研究中的应用 5.6TPSR技术在催化剂机理研究中的应用 第六童拉曼光谱方法 6.1拉曼光谱原理简述 6.2拉曼光谱实验技术的发展 6.3拉曼光谱在催化硏究领域中的应用6.4最新进展 6.5展望 第七章红外光谱方法 7」红外光谱的基本原理和获取原位红外光谱的方法 7.2吸附分子的特征和它的红外光谱诠释 7.3红外光谱应用于金属催化剂表征 7.4红外光谱方法应用于氧化物、分子筛催化剂的硏究 7.5加氢精制催化剂活性相和助剂作用研究 7.6原位红外光谱应用于反应机理的研究 7.7红外合频技术用催化剂表征研究 第八章核磁共振方法 &1固体高分辨核磁共振技术:MAS和CP/MAS NMR 8.2分子筛结构的MAS NMR研究 8.3固体NMR在催化剂酸性研究中的应用 8.4催化剂表面吸附分子的NMR研究 8.5分子筛和分子筛催化反应的原位MAS NMR研究 8.6MAS NMR技术研究结炭引起的分子筛失活 8.7结束语

催化化学习题及答案教学提纲

催化化学习题及答案

一、基本概念题 1. 催化剂的比活性:催化剂的比活性是相对于催化剂某一特定性质而言的活性。例如:催化剂每m2的活性。 2. 催化剂的选择性:催化剂有效地加速平行反应或串联反应中的某一个反应的性能。 3. 催化剂的机械强度:固体催化剂颗粒抵抗摩擦、冲击和本身的质量以及由于温变、相变而产生的应力的能力,统称为催化剂的机械强度。 4. 催化剂的密度:实际催化剂是多孔体,成型的催化剂粒团体积包括颗粒与颗粒之间的空隙V隙、颗粒内部实际的孔所占的体积V孔和催化剂骨架所具有的体积V真,即V堆=V隙+V孔+V真。(a)堆密度;(量筒)(b)颗粒密度;(压汞法)(c)真密度(氦气法) 5. 催化剂的比表面:通常以1g催化剂所具有的总表面积m2/g 6. 催化剂的比孔容:1g多孔性固体催化剂颗粒内部所有孔道的总体积。ml/g 7. 催化剂的孔隙率:多孔性固体催化剂颗粒内部所有孔道的总体积占催化剂颗粒体积的百分数。 收集于网络,如有侵权请联系管理员删除

8. 催化剂的孔分布:除了分子筛之外,一般催化剂中的孔道直径大小不一。不同大小的孔道占总孔道的百分数称为孔分布。不同范围的孔径(r>200nm称大孔,r<10nm微孔,r为10~200nm过渡孔) 有不同的测定方法。 9. 催化剂的平均孔半径:一般固体催化剂(分子筛除外)中孔道的粗细、长短和形状都是不均匀的,为了简化计算,可以把所有的孔道都看成是圆柱形的孔,并假定其平均长度为L,平均半径为r。 10. 催化剂中毒:催化剂在使用过程中,如果其活性的衰退是由于反应介质中存在少量杂质,或是由于催化剂在制备时夹杂有少量杂质而引起的,则称为催化剂的中毒。 11. 催化剂的寿命:催化剂在实际反应条件下,可以保持活性和选择性的时间称为催化剂的寿命。 12. 催化剂的活化:催化剂在投入实际使用之前,经过一定方法的处理使之变为反应所需的活化态的过程。 13. 转化数:单位活性中心在单位时间内进行转化的反应分子数 14. 转化率:反应物在给定的反应条件下转化为产品和副产品的百分数 收集于网络,如有侵权请联系管理员删除

现代化学化工进展

化学化工进展燃料电池 化学化工与材料学院2008级化学实验班 邓晓然 (20080168)

现代化学化工进展 燃料电池 化学化工与材料学院2008级化学实验班邓晓然(20080168) 引言 21世纪,是能源开发、资源利用与环境保护互相协调发展的时代。能源的优化利用与清洁能源的开发,是能源、资源与环境可持续发展战略的重要组成部分。在21世纪,化石能源(如煤炭、石油、天然气)逐渐被消耗殆尽,传统的能源利用方式的弊病日益显现——一是储存于燃料中的化学能必须首先转变成热能后才能被转变成机械能或电能,受卡诺循环及现代材料的限制,在极端所获得的效率只有33%~35%,一半以上的能量都白白地损失掉了;二是传统的能源利用方式给今天人类的生活环境造成了巨量的废水、废气、废渣、废热和噪声的污染。这些都迫使人类一直在找寻既有高的能源利用效率又不污染环境的能源利用方式。氢能源及再生能源进入了人类视野,其必将会逐步取代化石能源而成为人类使用的主体能源,而这种能源的变迁也将迫使发电与供电方式发生重大变革。燃料电池(Fuel Cell,FC)作为一种新兴的化学电源,最大限度的解决了传统能源利用方式的弊病,因此,燃料电池的开发及研究也成为了热点话题。 历史沿革 1839 年,英国科学家Grove 首先介绍了燃料电池的原理性实验,并用这种以铂黑为电极催化剂的简单的氢氧燃料电池点亮了伦敦演讲厅的照明灯。1889年Mood和Langer首先采用了燃料电池这一名称,并获得200mA/m2电流密度。 由于发电机和电极过程动力学的研究未能跟上研究步伐,直到约100 年后,英国剑桥的Bacon 采用多孔气体扩散电极制备了培根型碱性燃料电池(AFC)。 20 世纪60 年代,燃料电池首次应用在美国航空航天管理局(NASA)的阿波罗登月飞船上作为辅助电源,为人类登月球做出了积极贡献,燃料电池的研究进入了快速发展阶段. 后来称这一时期为燃料电池开发的空间时代(space era)。 1973 年,在全球能源危机的刺激下,为了提高能源利用率,研究重点从航天转向地面发电装置,磷酸燃料电池(PAFC)、熔融碳酸盐电池(MCFC)以及直接采用天然气、煤气和碳氢化合物作燃料的固体氧化物燃料电池(SOFC)作为电

现代催化研究方法

生物质气化技术的研究分析 摘要:生物质能是满足当今世界能源需求的最具潜力的可再生能源。利用生物质气化技术能实现CO2的归零排放,节约常规能源,符合可持续发展的要求。本文介绍了生物质气化的原理与工艺和相关气化反应器,阐述了生物质气化特性的影响因素及评价指标,指出了生物质气化技术中需要解决的问题。 关键词:生物质气化,原理与工艺,气化炉,气化特性 能源和环境问题已成为全球关注的焦点,随着能源消耗的迅速增长,化石燃料的大量使用带来了严重的环境污染和生态破坏,再加上常规能源如煤、石油、天然气等资源量的日益减少,开发洁净的可再生能源成为了可持续发展的迫切需要[1]。与此同时,生物质能在可再生能源中,是地球上唯一能够储存和可运输的清洁能源,资源量大,分布广,开发潜力巨大。 生物质能要真正成为矿物燃料的替代能源,其关键是要将能量密度低的低品位的生物质能转变成高品位能源。如何有效地将生物质转化为洁净、高效的高品位能源,是该领域目前的主要研究课题。当前,生物质能转化技术主要包括生物质气化、液化、固化以及直接燃烧技术。生物质能气化技术就是其中重要的手段之一。 1 生物质气化的原理与工艺 生物质气化是指生物质原料(薪柴、锯末、麦秸、稻草等)压制成型或经简单的破碎加工处理后,在欠氧条件下,送入气化炉中进行气化裂解,得到可燃气体并进行净化处理而获得产品气的过程。其原理是在一定的热力学条件下,借助于部分空气(或氧气)、水蒸气的作用,使生物质的高聚物发生热解、氧化、还原、重整反应,热解伴生的焦油进一步热裂化或催化裂化为小分子碳氢化合物,获得含CO、H2和CH4的混合气体。 气化技术是目前生物质能利用技术研究的热门方向。典型的气化工艺有以下3种:干馏工艺、快速热解工艺、气化工艺[2]。其中前两种生物质气化工艺适用于木材或木屑的热解;后一种适用于农作物(如玉米、棉花等)秸秆的气化。

最新整理催化化学复习资料资料

1.催化剂:是一种能够改变一个化学反应的反应速度,却不改变化学反应热力学平衡位置,本身在化学反应中不被明显地消耗的化学物质。 2.催化剂的组成:主催化剂,共催化剂,助催化剂,载体。主催化剂又称活化组分,是多元催化剂中的主体,是必须具备的组分,没有它就缺乏所需要的催化作用。共催化剂是和主催化剂同时起催化作用的物质,二者缺一不可。助催化剂是加到催化剂中的少量物质,这种物质本身没有活性或者活性很小,甚至可以忽略,但却能显著地改善催化剂效能,包括催化剂活性、选择性和稳定性等。载体是主催化剂和助催化剂的分散剂、粘合剂、支撑体。 3.催化剂反应性能好坏的指标:包括催化剂的活性、选择性、稳定性。 4.催化剂的稳定性:是催化剂在使用条件下具有稳定活性的时间。包括化学稳定性、耐热稳定性、抗毒稳定性、机械稳定性。 5.物理吸附:是靠分子间作用力,即范德华力实现的,由于这种作用力较弱,对分子结构影响不大,可把物理吸附看成凝聚现象。 6.化学吸附:是气固分子相互作用,改变了吸附分子的键合状态,吸附中心和吸附质之间发生了电子的重新调整和再分配。化学吸附属于化学键力。由于这种作用力强,对分子吸附分子的结构有较大影响,可以把化学吸附看成是化学反应。 https://www.wendangku.net/doc/f116855795.html,ngmuir方程依据的模型:a吸附剂表面是均匀的,各吸附中心能量相同,b吸附分子间无相互作用,c吸附是单分子层吸附,其吸附分子与吸附中心碰撞才能吸附,一个分子只占据一个吸附中心,d一定条件下,吸附与脱附可建立动态平衡。 8.BET等温方程:根据物理吸附的多分子层吸附,假设a固体表面是均匀的,自由表面对所有分子的吸附机会相等,分子的吸附、脱附不受其他分子存在的影响。B固体表面与气体分子的作用力为范德华引力,因此在第一吸附层上还可以进行第二、第三等多层吸附。 9.酸碱质子理论:凡是能提供质子的物质称为B酸,凡是能接受质子的物质为B碱 10.酸碱电子理论:凡是能提供电子的物质为L碱,凡是能接受电子的物质为L酸。 11.软硬酸碱理论:对外层电子抓得紧的酸为硬酸(HA),而对外层电子抓的松的酸为软酸(SA),属于二者之间酸为交界酸。对于碱,电负性大,极化率小,对外层电子抓得紧,难于失去电子对的物质为硬碱(HB),极化率大,电负性小,对外层电子抓的松,容易失去电子对的物质为软碱(SB),属于二者之间的碱为交界碱。 12.Tanabe(田部浩三)假设条件:A,C1为第一种氧化物金属离子配位数,C2为第二种氧化物金属离子配位数,两种金属离子混合后配位数不变。B. 氧的配位数混合后有可能改变,但所有氧化物混合后氧的配位数与主成分的配位数不变。C 已知配位数和金属离子电荷数,用图模型可计算出整体混合氧化物的电荷数,负电荷过剩时可呈现B酸中心,而正电荷过剩时为L酸中心。 13.固体酸的性质:酸中心的类型、酸中心的浓度、酸中心的强度。 14.Hammett指示剂的胺滴定法:利用某些指示剂吸附在固体酸表面上,根据颜色的变化来测定固体酸表面的酸强度。若指示剂由碱性色变为酸型色,说明H0<=pKa,若指示剂仍为碱型色,说明酸强度Ho>pKa 15.人工合成分子筛:是金属Na+阳离子型沸石分子筛,即Na2O?Al2O3?mSiO2?PH2O

中学化学和现代化学科学发展’汇总

中学化学和现代化学科学发展《基础教育课程改革纲要》中这样明确指出,要改变课程内容“难、繁、偏、旧”和过于注重书本知识的现状,加强课程内容与学生生活以及现代社会和科技发展的联系,关注学生的学习兴趣和经验,精选终身学习必备的基础知识和技能。可见在新课程中课程内容的改革同样占有重要的地位。高中化学新课程以提高学生科学素养为宗旨,其课程内容的选择改变了传统的以物质结构为基础、以元素周期律为主线的知识体系,突出化学基本观念的主导作用,注重在社会背景中引导学生学习化学知识,并将科学探究作为重要的课程内容。而在不同的课程模块中课程内容既具有连续性,又具有层次性。 中学化学的教育改革要注意以下几个问题: 1.学科的现状与发展趋势及社会需求是教育改革的基础和推动力。 2.要学习并重视现代教育学和学科教学研究所提供的新理念和方法论。 3.探究性学习仍然是教育改革的突破口。 4.要区分职业性要求和素质性要求。 5.学段的衔接更着重于能力。 中学化学教师要想更好的理解新教材的内容选择上的变化,更好的使用新教材,就应该进一步明确现代化学发展及其对中学化学的影响。 一、化学学科的成就和地位 1.化学学科的地位

早在1985年,美国学者G.C.皮门特尔指出:“化学是一门中心科学,它与社会多方面的需要有关。化学的基础研究则将有助于我们的后代赖以满足演化中的需要,赖以解决许多难以预期的问题。” 化学是一门承上启下的中心科学。科学可按照它的研究对象由简单到复杂的程度分为上游、中游和下游。数学、物理学是上游,化学是中游,生命、材料、环境等朝阳科学是下游。化学是中心科学,是从上游到下游的必经之地。 化学又是一门社会迫切需要的中心科学,与我们的衣、食、住(建材、家具)、行(汽车、道路)都有非常紧密的联系。 化学是与信息、生命、材料、环境、能源、地球、空间和核科学等八大朝阳科学(sun-rise sciences)都有紧密的联系、交叉和渗透的中心科学。 今天,在人类社会发展过程中迫切需要解决的几个重大问题:环境、粮食、能源、生命进化等,都需要化学的参与。 2.20世纪化学的重大成就 在20世纪的100年中,化学与化工取得了空前辉煌的成就。“空前辉煌”数字(3771万,2001)。1900年在Chemical Abstracts(CA)上登录的从天然产物中分离出来的和人工合成的已知化合物只有55万种。化学是以指数函数的形式向前发展的。 报刊上常说20世纪发明了六大技术: 1.包括无线电、半导体、芯片、集成电路、计算机、通讯和网络等的信息技术;

催化基础知识普及

催化基础知识普及 氧物种 为了认识催化氧化反应的规律性,了解作为反应物之一的氧和氧化物催化剂中的氧在表面上的存在形式和在反应中的作用,无疑是我们关注的问题之一。 (1)氧吸附态 氧在催化剂表面上的吸附极其复杂,有分子形式吸附的缔合吸附和解离吸附,且氧原子可以进入金属晶格内部,生成表面氧化物。 一般在氧化物上主要存在的氧物种有:分子氧O2、分子吸附氧O2-、原子吸附氧O-、表面晶格氧O2-以及体相晶格氧O2-。 相互转化关系: 分子氧O2<——>分子吸附氧O2-<——>原子吸附氧O-<——>表面晶格氧O2- 更为具体: O2(g) <——>O2(s) <——>O2-(s) <——>O22-(s) <——>2O-(s) <——>2 O2-(s) 活性 O-(s) >O22-(s)> O2-(s) (2)氧物种表征 现在普遍认为在催化剂表面上氧的吸附形式主要有:电中性的氧分子物种(O2)ad和代负电荷的氧离子物种(O2-<(2为下标>分子吸附氧、O-原子吸附氧、O2-<(2为上标>晶格氧<包括表面晶格氧和体相晶格氧>),这些氧物种可以采用电导、功函、ESR以及化学方法给与测定。 以分子氧形式进行化学吸附时,氧物种的电导不变,而以离子氧形式进行化学吸附时,常常伴以很明显的电导变化,并且由于在表面上形成一负电荷层和靠近晶体表面层形成正的空间电荷,使功函随之增加,所以可借助电导和功函的测量容易区别可逆吸附的分子氧和不可逆吸附的离子氧。 对于离子氧O-和O2-(2为下标,分子吸附氧),可以借助两者在ESR谱上的不同信号而加以区别。 更为准确的方法是:核自旋I=5/2的同位素17O,其在吸附时,ESR谱有精细结构。如吸附态为O-物种,其精细结构由6条线组成(我在测CeO2表面氧时,发现奇怪现象:550度焙烧后的氧可以观测到典型的O-、O2-谱线;但是650度焙烧的氧出现6条谱线,我只是常规的ESR,没有采用同位素,为何也出现6条谱线,晕!!!),而吸附态为O2-物种时,由于未成对电子和两个17O核作用,精细结构为11条谱线。 离子氧O2-(晶格氧),可以根据吸附时计算出的平均电荷数,即所谓的化学法确定。 氧物种表征在催化专业一般采用的是ESR,而像LEED、ESCA光谱法、电导、功函、化学方法(联氨法)没有接触过(这方面内容哪位虫友了解麻烦补上)。采用TPR、TPD验证ESR并与其表征的物种相对应,从而进一步探讨氧物种与活性的关系。另外,IR、XPS也可以用来表征氧物种! 一般认为,吸附态的O2或O2-等氧物种脱附峰温Tm值低于200度。 下面三幅图为CeO2的氧物种的表征图!!(我做的,非标准谱图,仅供参考、讨论)。

化学催化剂

化学催化剂 在化学反应里能改变其他物质的化学反应速率(既能提高也能降低),而本身的质量和化学性质在化学反应前后都没有发生改变的物质叫催化剂。而通常把催化剂加速化学反应,使反应尽快达到化学平衡的作用叫做催化作用。催化剂自身的组成、化学性质和质量在反应前后不发生变化;它和反应体系的关系就像锁与钥匙的关系一样,具有高度的选择性(或专一性)。一种催化剂并非对所有的化学反应都有催化作用,某些化学反应并非只有唯一的催化剂,而且一个化学反应并不只有一种催化剂 催化剂有的是单一化合物,有的是络合化合物,有的是混合物。催化剂有选择性,不同的反应所用的催化剂有所不同。同一反应也有不同效果的催化剂,例如同是苯酚与甲醛反应合成酚醛树脂,使用氢氧化钠、氢氧化钡、盐酸、氨水、草酸、醋酸、甲酸、硫酸、磷酸、氧化镁、氧化锌等催化剂,其产品性能都有所不同。 催化剂种类繁多,按状态可分为液体催化剂和固体催化剂;按反应体系的相态分为均相催化剂和多相催化剂,均相催化剂有酸、碱、可溶性过渡金属化合物和过氧化物催化剂。多相催化剂有固体酸催化剂、有机碱催化剂、金属催化剂、金属氧化物催化剂、络合物催化剂、稀土催化剂、分子筛催化剂、生物催化剂、纳米催化剂等;按照反应类型又分为聚合、缩聚、酯化、缩醛化、加氢、脱氢、氧化、还原、烷基化、异构化等催化剂;按照作用大小还分为主催化剂和助催化剂。 催化剂和反应物同处于一相,没有相界存在而进行的反应,称为均相催化作用,能起均相催化作用的催化剂为均相催化剂。均相催化剂包括液体酸、碱催化剂和色可赛思固体酸和碱性催化剂。溶性过渡金属化合物(盐类和络合物)等。均相催化剂以分子或离子独立起作用,活性中心均一,具有高活性和高选择性。 多相催化剂又称非均相催化剂呈现在不同相的反应中,即和它们催化的反应物处于不同的状态。一个简易的非均相催化反应包含了反应物吸附在催化剂的表面,反应物内的键因十分的脆弱而导致新的键产生,但又因产物与催化剂间的键并不牢固,而使产物出现。目前已知许多表反应发生吸附反应的不同可能性的结构位臵。 酶是生物催化剂,是植物、动物和微生物产生的具有催化能力的有机物(绝大多数的蛋白质。但少量RNA也具有生物催化功能),旧称酵素。生物体的化学反应几乎都在酶的催化作用下进行。酶的催化作用同样具有选择性。例如,淀粉。酶催化淀粉水解为糊精和麦芽糖,蛋白酶催化蛋白质水解成肽等。活的生物体利用它们来加速体内的化学反应。如果没有酶,生物体内的许多化学反应就会进行得很慢,难以维持生命。大约在37℃的温度中(人体的温度),酶的工作状态是最佳的。如果温度高于50℃或60℃,酶就会被破坏掉而不能再发生作用。因此,利用酶来分解衣物上的污渍的生物洗涤剂,在低温下使用最有效。酶在生理学、医学、农业、工业等方面,都有重大意义。目前,酶制剂的应用日益广泛。(例如:酶制剂在工业上可作催化剂使用,某些酶还是珍贵的药物。) 人们利用催化剂,可以改变化学反应的速率,这被称为催化反应。大多数催化剂都只能加速某一种化学反应,或者某一类化学反应,而不能被用来加速所有的化学反应。催化剂并不会在化学反应中被消耗掉。不管是反应前还是反应后,它们都能够从反应物中被分离出来。不过,它们有可能会在反应的某一个阶段中被消耗,然后在整个反应结束之前又重新产生。 使化学反应加快的催化剂,叫做正催化剂;使化学反应减慢的催化剂,叫做负催化剂。例如,二氧化硫氧化为三氧化硫,常用五氧化二钒作正催化剂,这种催化剂是固体,反应物为气体,形成多相的催化作用,因此,五氧化二钒也叫做触媒或接触剂;食用油脂里加入0.01%~0.02%没食子酸正丙酯,就可以有效地防止酸败,在这里,没食子酸正丙酯是一种负催化剂(也叫做缓化剂或抑制剂)。 在大多数情况下,人们认为催化剂本身和反应物一起参加了化学反应,降低了反应所需要的活化能。有些催化反应是由于形成了很容易分解的 “中间产物”,分解时催化剂恢复了原来的化学组成,原反应物就变成了生成物。有些催化反应是由于吸附作用,吸附作用仅能在催化剂表面最活泼的区域(叫做活性中心)进行。活性中心的区域越大或越多,催化剂的活

催化化学基础----

《催化化学基础》教学大纲 课程代码:6400158 课程名称:《催化化学基础》 说明:催化化学在国民经济中具有十分重要的意义,涉及领域广泛.但学生只在物理化学或普通化学的某些章节学习了很简单的催化学基础知识,远远不能满足以后在科研和工作中的应用.因此本课程的目的在于阐明催化作用的本质,系统而简明的介绍催化理论,以及催化作用在能源,新材料,生物工程等领域的应用. 本课程分五大部分介绍,共计32学时,考核方式为笔试. 内容: 第一部分总论(8学时) 此部分主要介绍这一学科的现状和发展趋势;指出目前存在的主要问题;探讨以现代化学理论作为关联均相,酶和多相三种催化作用共同理论基础的可能性. 引论(2学时) 教学要求:本章要求学生掌握广义和狭义催化剂的概念,从化学键和成键的角度学习催化反应的本质;了解催化科学发展的现状. 知识要点: 第一节催化科学和发展技术简介 实用催化剂的开发 催化理论的发展简史 催化工艺的进展 第二节广义和狭义的催化剂 第三节催化作用的本质 重点和难点:催化作用的本质. 催化反应和催化剂(3学时) 教学要求:要求学生掌握催化剂的组成,催化剂的选择性,催化剂的动态性质,催化反应热力学和动力学以及活化参数的计算. 知识要点: 催化反应和催化剂的分类 催化反应的分类 催化剂的组成 催化剂的分类 催化剂在化学反应中的作用 催化剂的选择性 催化剂的动态性质 第三节催化反应的热力学和动力学 热力学第一,第二定律 热力学活化参数的计算及其物理意义 催化反应动力学 动力学参数及其相互关系 重点学习催化剂在化学中的作用和催化热力学,动力学. 催化作用的化学基础(3学时) 教学要求:要求学生掌握用电子概念表示的基元化学反应机理,了解晶体场和配位场理论,能够根据近代物理和化学知识,用已经确认的一般化学观点,对发生在均相,多相和酶三类不同体系中的化学反应作统一解释.

催化在有机合成中的应用进展

催化在有机合成中的新进展 摘要:有机合成是现代一切工业生产的基础,几乎所有的有机反应需要应用到催化剂,催化剂的发展直接制约着有机合成的发展,本文介绍了最近几年催化剂在有机合成中应用的新进展。近年来,离子液体的兴起和发展,杂多酸的应用,金属等离子体的发展直接丰富了催化剂的种类。 关键词:催化、有机合成、离子液体、杂多酸 一、前言 催化剂在现代有机合成中起着不可替代的作用,催化剂的发展也直接影响着现代有机化学的发展,催化发展至今已经经历了几百年的历史,形成了比较成熟的理论,现代化学工业也离不开催化剂。催化剂种类齐全,形成了固体催化剂、液体催化剂、生物催化剂的催化格局。 为了适应现代工业的发展,对催化剂的要求提出了更加高的要求,催化剂不仅要有高的催化活性,高的选择性,而且还要求无污染,使用寿命长。为了适应某些特异的反应,也发展了各种特异性催化剂,比如催化杂多酸催化剂,石墨烯催化非均相反应。同时,由于材料科学的发展,也出现了很多新的催化剂种类,比如离子液体催化剂,等离子体催化剂等等。

二、离子液体在有机合成中的催化作用 近些年来,离子液体在各方面的广泛应用引起了研究人士的注意。离子液体也称为室温熔融盐,由阴离子和阳离子构成。离子液体具有电化学稳定性好、导电性高、热稳定性强、不易挥发、溶解度大、结构可设计等优良物理化学性能及优点[1],其可作为挥发性有机溶剂的绿色替代品,用于化学合成、生物溶解。常用的阳离子有咪唑嗡盐,吡啶嗡盐,季铵盐,季膦盐。离子液体的结构可设计,阳离子有酸性,阴离子有亲核性能,既可作为有机合成反应溶剂,也可因作为有机合成反应的催化剂。其作为催化剂的主要优点是反应速度快,选择性好,产率高,后处理简单,回收方便,具有绿色应用大好前景,相关研究具有一定应用价值,近年来离子液体作为催化剂的研究大量涌现,比如,离子液体催化甘油与碳酸亚甲酯反应合成碳酸甘油。 高国华[2]等使用咪唑类离子液体催化吲哚和环状碳酸酯反应合 成羟烷基吲哚。图1-1 给出了反应的几种形式 该反应选用[Bmim]BF4作为反应的催化剂,[Bmim]BF4是一种很常见的离子液体,曾被用来催化含氮类杂环与碳酸亚甲酯的反应。[Bmim]BF4对吲哚与碳酸亚甲酯的反应有很好的催化效果,吲哚的转

能源与催化化学homework

2、催化反应的转化率,选择性和产率的定义 3、在用1.5mmol的金属锰配合物催化16.32g 25%双氧水氧化8.2g环己烯的环氧化反应中, 假设在反应4h后, 双氧水转化了90 %, 可生成7.35g环氧环己烷(C6H10O)、0.98g环己烯醇(C6H10O)和0.24g环己烯酮(C6H8O)三种氧化产物。试计算反应后剩余的环己烯量、环己烯的摩尔转化率、催化剂基于环己烯的转化频率(单位h-1)、环氧环己烷的选择性和双氧水的有效利用率(设生成一分子环氧环己烷或环己烯醇均消耗一分子双氧水;而生成一分子环己烯酮则消耗二分子双氧水) 1、多相催化反应一般包括哪几个步骤? 其中哪几个步骤属于化学过程? 2、物理吸附、化学吸附的差别为何? 1、请讲述烯烃在酸催化剂作用下可能发生的反应? 2、请讲述固体碱催化反应机理 1、请简述工业催化剂制备的步骤。 2、催化剂煅烧的作用有哪些作用 3、负载型催化剂的优点有哪些 1、酸、碱的质子论的定义 2、酸、碱的电子论的定义 3、为什么起配位络合催化作用的催化剂主要是过渡金属络合物呢 4、络合催化可能产生哪四种“效应” 5、用18电子规则预测Co2(CO)8的可能结构 6、用18电子规则预测Fe(C5H5)2的结构? 7、用18电子规则解释V(CO)6-的成因 1、说明均相催化剂与多相催化剂的特点 2、举例说明均相催化剂多相化的方法及特点 3、何为反应控制相转移催化剂 1、简述酶催化反应的特点。 2、酶的可逆抑制作用有哪些?举例说明其一 1、举例说明绿色化学的12个原则 2、什么是原子经济性?举例说明 3、举例说明如何实现绿色催化 1、生物资源综合利用的意义? 2、如何利用生物资源?

现代催化研究方法考试题目

实践题目: 每个同学独立完成催化剂制备与相应催化反应,期间除实验操作和仪器使用要注意外,也应精读1-2篇该方向文献与自己的实验过程互相参照。 理论题目: 1、从物料衡算(质量平衡)出发,举具体催化反应实例解释转化率、选择性、产率、TOF、生成速率、空时收率。例证中应简单描述反应如何实现、产物如何分析、催化剂的具体组成物性数据及最终的转化率等系列数据如何计算。 *可独立查阅文献书籍,也可结合自己的实践题目,举不同例子解释不同名词亦可。课件ppt 上例子不在举例范围之内。 2、列举吸附过程中10个以上的术语并解释其概念,要求尽量涵盖自己对吸附的完整认识。 3、简述常规催化剂制备方法。 4、解释碳正离子机理、多位理论、还原-氧化机理。 5、气固相催化反应中如何进行宏观动力学研究。 6、归类总结利用物理吸附方法测定催化剂表面积、孔容及孔径分布的模型方法。 7、描述三种以上的固体表面酸碱性测试的常规方法、基本原理。 8、举例说明程序升温方法中对峰位置、峰形状的影响因素。 9、以实例说明三种以上粉末XRD技术在多相催化研究中的应用。 10、任选下列催化剂表征分析方法之一,简述其原理及应用。 XANES&EXAFS、ESR、MASNMR

答:1.转化率、选择性、产率 银催化剂上乙烯氧化生成环氧乙烷。进入反应器的气体组成在:C 2H 4 15%,O 2 7%,CO 2 10%,Ar 12%。其余为N 2,出反应器气体中含C 2H 4 13.1%, O 24.8%。计算乙烷的转化 率、环氧乙烷的产率及选择性。 O H C O H C 422422 1→+ O H CO O H C 22242223+→+ 以100mol 进料为基准,α及β分别表示环氧乙烷和CO 2的生成量,mol 。 C 2H 4 O 2 CO 2Ar N 2 C 2H 4O H 2O 总 进 15% 7% 10% 12% 66% 0 100 出215β α--βα2 327--β+10 12 66αβ2100α- ???????=---=---%8.42 /1002327%1.132/1002/15αβααβα????==989.0504.1βα X A =13.3% %03.1015==α Y %4.752 989.0504.1504.1=+= S TOF 、生成速率、时空收率 氧化铝负载Pt 催化剂催化CO 转化为HCOH 。Pt 的负载量为1%,分散度 30%,催化剂用量0.1g ,催化剂的体积为v ,20 min 内的CO 转化率为8%,CO 气体初始浓度为1%,气体总流量为50 ml/min 。 20分钟内转化的CO 量为50?20?8% (ml),则HCOH 生成速率为 50·20·8%22.4mol/min HCOH 的时空收率为50·20·8% v ·22.4 Pt 的总量为0.1g ?1%/197,TOF 要求的是单位活性组分,也即起作用的Pt 的量(表面Pt 原子数目),这个数值的获得就需要用到分散度。即:0.1g ?1%?30%/197。

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