多相催化的反应动力学分析

多相催化反应动力学

§1 引言

§2 扩散与反应§3 机理模型法建立速率方程

§4 动力学方法与反应机理

多相催化的基本反应步骤：1-2:反应物分子从气流中向催化剂表面(外扩散) 和孔内扩散(内扩散); 3: 反应物分子在催化剂内表面上吸附(反应物 的化学吸附); 4: 吸附的反应物分子在催化剂表面上相互作用 或与气相分子作用进行化学反应(吸附分子 的表面反应或转化); 5: 反应产物从催化剂内表面脱附(产物的脱附 或解吸); 6-7:反应物在孔内扩散(内扩散)并扩散到反应 气流中(外扩散) 。

速率控制步骤 催化反应一般由许多基元反应所组成，其中反 应速率最慢的一步就称为速率控制步骤。

推论： 在定态的时候，其它反应步骤的反应速率都大 于速率控制步骤； 除速率控制步骤以外，其它反应步骤都近似处 于平衡状态

表面质量作用定律均相反应质量作用定律在表面催化反应过程动力学中 的推广。反应速率与反应物浓度成正比

对于反应： aA bB 产物

a b a b r K C表 K A B A C 表B

二、扩散与反应 气固相催化反应过程中的浓度分布着重讨论物理过程(包括气固相之间和固相内的质量传 递)对催

第三章

多相催化动力学

引论：催化分为均相催化和多相催化。 均相催化：是指催化剂与反应介质不可区分，与介质 中的其他组分形成均匀物相的反应体系。 多相催化：是指催化剂和反应介质不在同一个相，因 此又叫非均相催化，催化剂多为固体。 如固体酸碱催化、分子筛催化、金属催化和金属氧化 物催化等。

就工业应用来说，多相催化较均相催化应用要普遍得

多，这是因为均相催化剂难于与反应介质分离。一般来说，均相催化动力学和反应机理清楚明晰，易于研

究和把握，因此利用均相催化剂的固相化研究反应机理，目前受到催化科学家的广泛重视，成为主攻方向 之一。要了解多相催化反应机理，必须确切了解吸附 相中表面络合物的结构和性质。这个表面络合物是在 反应物吸附之后，产物脱附之前的中间阶段形成的, 但要确切地鉴定这些表面络合物也是很不容易的。

因此，多相催化要比均相催化复杂得多，在这 一领域，工业成就的进展比基础理论研究的进 展要快得多，而且与后者无直接的联系。多相 催化动力学，由于传递现象的介入，使得动力 学方程变得复杂起来，而且容易得出错误的结 论。本章目的在于介绍多相催化动力学的基础 知识和基本概念，重点介绍当有传递现象的介 入时，化学动力学和物理动力学共同作用下的 颗粒级的传质现

7.多相催化反应器的设计与分析

7.1 若气体通过固定床的线速度按空床计算为0.2m/s,则真正的线速度为多少?已知所填充的固体颗粒的堆密度为1.2g/cm3,颗粒密度为1.8 g/cm3

解:

??1?u真正??b1.2?1??0.3333?p1.8u空床

7.2 为了测定形状不规则的合成氨用铁催化剂的形状系数,将其填充在内径为98mm的容器中,填充高度为1m,然后边续地以流量为1m3/h的空气通过床层,相应测得床层的压力降为101.3Pa,实验操作温度为298K,试计算该催化剂颗粒的形状系数.已知催化剂颗粒的等体积相当直径为4mm,堆密度为1.45g/cm3,颗粒密度为2.6 g/cm3.

解:

??0.2?0.6m/s0.3333

?p?101.3Pa?101.3kg/m?s2,Lr?1m,??1.185kg/m3??1.87?10?5Pa?s?1.87?10?5kg/m?s,dv?4?10?3m1u0??0.03685m/s23600?0.785(0.098)?b1.45??1??1??0.4423?p2.60Lru20??1???由(7.1)式?p=fdp?3

根据(6.4)式可推导出ψa=dp/dv,式中dp为等比外表面积相当直

1， 通过hypermesh软件将lsdyna文件转化为abaqus文件

Lsdyna不能直接转化abaqus，需要首先转化为nastran文件或radioss文件 Lsdyna转化成nastran时的帮助文件如下：

You can use the Conversion tool to convert an LS-DYNA file to a Nastran file. 1. Load the LS-DYNA user profile. 2. Import a LS-DYNA model.

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The Conversion tab will appear at the left side the graphics area.

In the Destination Nastran Template field, select the destination solver 4. version.

5. Click Convert to start the conversion.

After c

第35卷第4期

2005年12月河南大学学报(自然科学版)JournalofHenanUniversity(NaturalScience)Vol.35　No.4Dec.2005

金属2载体强相互作用及其对多相催化反应的影响

张敏,金振声,张治军,党鸿辛

(河南大学特种功能材料省重点实验室,河南开封475001)

摘　要:对金属2载体强相互作用的特性,产生的机理以及对多相催化反应的活性和选择性的影响进行了综述讨论.

关键词:金属2载体强相互作用;高温氢处理;金属间成键;电荷转移

中图分类号:O643132+2　　　文献标识码:A文章编号:1003-4978(2005)04-0021-06

StrongMetal2SupportIonZHANGJ22jun,DANGHong2xin

(LHenanUniversity,HenanKaifeng475001,China)

Abstract:Inthispropertiesandmechanismofstrongmetal2supportinteractionanditseffectontheactivityandselectivityintheheterogeneouscatalyticreactionwererevi

问题三：三角平台受谐波载荷作用,求结构响应

谐波载荷为作用在平台上面一点的集中力，幅值为10N，频率范围5Hz~70Hz

基本过程： 1、建模 2. 求模态解

3、用模态叠加法作谐分析 4. 观察结果

/PREP7 !建模 ET,1,BEAM189 ET,2,SHELL93 R,1,0.01, , , , , , MP,EX,1,210e9 MP,PRXY,1,0.3 MP,DENS,1,7850

SECTYPE, 1, BEAM, RECT, secA, 0 SECOFFSET, CENT

SECDATA,0.005,0.008,0,0,0,0,0,0,0,0 K, ,-0.5,,, K, ,0.5,,, K, ,,,1, K, ,,1,1, K, ,-0.5,1,, K, ,0.5,1,, K, ,,,0.5, A,4,5,6

LSTR, 1, 5 LSTR, 3, 4 LSTR, 2, 6 L

热动力学方法在酶催化反应研究中的应用

摘要：本文介绍了热动力学方法在酶催化反应研究中的应用，主要包括酶活性的测定、酶催化反应动力学研究和生化常数的测定、酶抑制、激活动力学研究、还包括在酶反应热力学、物质构效关系研究等方面的应用。

关键词：热动力学；酶；应用

酶是存在于生物体内的一些具有专一性和高催化活性的蛋白质或核酸，它贯穿于生命活动的全过程，生命系统中的各种生物化学反应绝大多数都是在酶催化下完成的。因而对酶催化反应研究对于认识生命活动的本质，揭示生命的奥秘有着重要的意义。

具有非特异性的热动力学方法与具有高选择性和专一性酶催化反应体系相结合，恰好能够优势互补。因此，热动力学方法自建立之始便将酶反应确立为主要研究对象之一，反之，酶催化反应研究也借助热动力学方法这一有力的武器而得到了突飞猛进的发展。热动力学方法在酶催化反应研究中的应用，主要在以下几个方面取得了令人瞩目的成就。 1. 酶活性的测定

与经典的酶活性测定方法相比，热动力学方法的非特异性使其可以广泛地运用于许多酶反应体系的活性检测。热动力学方法作为一种新型的广谱性的酶活性检测方法，既可以用于 酶制品的活性检测，也能够用于生物组织中酶活性测定。不仅具有速度快、操作方便等优点， 而且可以

实验报告

课程名称： 大学化学实验P 指导老师： 成绩：__________________

实验名称： 甲酸氧化反应动力学的测定 实验类型： 同组学生姓名： 一、实验目的和要求（必填） 二、实验内容和原理（必填） 三、实验材料与试剂（必填） 四、实验器材与仪器（必填） 五、操作方法和实验步骤（必填） 六、实验数据记录和处理 七、实验结果与分析（必填） 八、讨论、心得

一、实验目的

1. 用电动势法测定甲酸被溴氧化的反应动力学； 2. 了解化学动力学实验和数据处理的一般方法； 3. 加深理解反应速率方程、反应级数、速率系数、活化能等重要概念和一级反应动力学的特点、规律。

二、实验原理

甲酸被溴氧化的计量方程：HCOO- + Br2 = CO2 + H+ + 2Br-

对该反应，除反应物外，[Br-]和[H+]对反应速率也有影响，严格的速率方程非常复杂。在实验中，当使Br-和H+过量、保持其浓度在反应

化学反应工程 第二章 均相反应动力学基础 1

§2 均相反应的动力学基础

§2.1 基本概念和术语

若参于反应的各物质均处同一个相内进行化学反应则称为均相反应。

均相反应动力学：研究各种因素如温度、催化剂、反应物组成和压力等对反应速率、反应产物分布的影响，并确定表达这些影响因素与反应速率之间定量关系的速率方程。

§2.1.1 化学计量方程

化学计量方程：表示各反应物、生成物在反应过程中量的变化关系的方程。

一个由S个组分参予的反应体系，其计量方程可写成：

S??i?1iAi?0

式中：Ai表示i组分，?i为i组分的计量系数。通常反应物的计量系数为负数，反应产物的计量系数为正值。 注意：

1．计量方程本身与反应的实际历程无关，仅表示由于反应引起的各个参予反应的物质之间量的变化关系。

2．规定在计量方程的计量系数之间不应含有除1以外的任何公因子。这是为了消除计量系数在数值上的不确定性。

单一反应：只用一个计量方程即可唯一给出各反应组分之间量的变化关系的反应体系。

复杂反应：必须用两个或多个计量方程方能确定各反应组分之间量的变化关系的反应体系

例如，合成氨反应的计量方程通常写成：N2?3H写成一般化的形式为：?N2?3H而错误的形式有：?2N2?

第六章 化学动力学

§6-1化学动力学的任务和目的

一、研究化学反应时所涉及的两个基本问题 1、反应的方向和限度——化学热力学

至于反应的速度，过程的机理，从热力学无法得知。 例如: (1)H2(g,P?12O2g,P???H2Ol,P

?????rGm,298??237.2KJ?mol?1

从?G的数值看，反应的趋势很大，但在常温常压下让此反应发生，几乎看不到水的生成，只有温度上升到1073Ｋ时，反应才以爆炸的形式进行。

??NaCl?H2O 但反应： (2) HCl?NaOH??G298??79.91KJ?mol?1

反应速度确非常之快，瞬时便可完成。

热力学只解决可能性问题。而对于实际问题的解决，只靠热力学是远远不够的。例如对??1?＜＜??2?? 热力学则无法回答。 2、化学反应的速率——化学动力学

亦就是把热力学预言的可能性变为现实。所以化学动力学亦占

有相当重要的地位。实际上，在研究如何实现并控制化学反应方面，化学热力学及化学动力学是相辅相成的，不可缺少的两个基础理论学科。

对一个未知的化学反应，经热力学计算认为是可能的，但具体进行时反应速率很小，工业生产无法