催化剂与催化作用

名词解释（10~15分，4~6题）填空（10~15分，5~10题）简要回答问题（45~55分，6~8题）论述题（25~35，2~3题）

第1、2章复习思考题

1、催化剂是如何定义的？

催化剂是一种能够改变化学反应速度而不能改变反应的热力学平衡位置，且自身不被明显消耗的物质。

2、催化剂在工业上的作用功能或者效果有哪些？ 1）使得原来难以在工业上实现的过程得以实现。

2）由过去常常使用的一种原料，可以改变为多种原料。 3）原来无法生产的过程，可以实现生产。 4）原来需要多步完成的，变为一步完成。

5）由原来产品质量低，能耗大，变为生产成本低，质量高

6）由原来转化率低，副产物多，污染严重，变为转化率高，产物单一，污染减少 3、载体具有哪些功能和作用？8

①分散作用，增大表面积，分散活性组分；②稳定化作用，防止活性组分熔化或者再结晶；③支撑作用，使催化剂具备一定机械强度，不易破损；④传热和稀释作用，能及时移走热量，提高热稳定性；⑤助催化作用，某些载体能对活性组分发生诱导作用，协助活性组分发生催化作用。 4、代表催化剂性能的重要指标是什么？

催化剂的反应性能是评价催化剂好坏的主要指标，它主要包括催化剂的活性、选择性和稳定性。 （1）催化剂的活性：指

催化剂的作用的特征有哪些？催化剂能否改变化学平衡？

（1） 催化剂只能加速热力学上可以进行的反应，而不能加速热力学上无法进行的反应 （2） 催化剂只能加速反应趋于平衡，而不能改变平衡的位置（平衡常数） （3） 催化剂对反应具有选择性

（4） 催化剂的寿命。催化剂能改变化学反应的速率，其自身并不进入反应的产物，在理想的情况下不为反应所改变。但在实际过程中不能无限制的使用，催化剂经过多次使用后会失活。 催化剂如何加快化学反应速度？

催化剂加快反应速率的原因与温度对反应速率的影响是根本不同的。催化剂可以改变反应的路线，降低反应的活化能，使反应物分子中活化分子的百分数增大，反应速率加快。

催化作用可分为均相催化和非均相催化两种。如果催化剂和反应物同处于气态或液态，即为均相催化。若催化剂为固态物质，反应物是气态或液态时，即称为非均相催化。

在均相催化中，催化剂跟反应物分子或离子通常结合形成不稳定的中间物即活化络合物。这一过程的活化能通常比较低，因此反应速率快，然后中间物又跟另一反应物迅速作用(活化能也较低)生成最终产物，并再生出催化剂。该过程可表示为：

A＋B=AB(慢)A＋C=AC(快)AC＋B=AB＋C(快) 式中A、B为反应物，

各种催化剂及其作用

各类催化剂及其催化作用

各种催化剂及其作用

各类催化剂及其催化作用

金属催化剂 固体酸碱催化剂 金属氧化物催化剂 过渡金属硫化物、氮化物、碳化物及磷 化物催化剂 过渡金属络合物催化剂

各种催化剂及其作用

金属催化剂及其催化作用

各种催化剂及其作用

金属催化剂类型

非负载型负载型

合金催化剂金属互化物催化剂

金属簇状物催化剂

各种催化剂及其作用

主要催化作用

加氢，脱氢，氢解：源于H2容易在金属 表面吸附 氧化：Pd、Pt及Ag具有抗氧化性脱氢环化、异构化

各种催化剂及其作用

影响金属催化剂性能的因素

几何因素电子因素

各种催化剂及其作用

过渡金属的晶体及表面结构简介

各种催化剂及其作用

金属的体相结构

面心立方晶格(F.C.C.) 体心立方晶格(B.C.C.)

六方密堆晶格(H.C.P.)

各种催化剂及其作用

金属的表面结构

金属表面上的原子排列与体相相近，原 子间距也大致相等。由于紧密堆积在热力学上最为有利，暴 露于表面上的金属原子，往往形成晶面 指数低的面，即表面晶胞结构为(1×1) 的低指数面热力学才是稳定结构。

各种催化剂及其作用

金属的表面结构

举例： 体心立方的 -铁晶体的几个晶面

金属铁为体心立方晶格，有[100

第六章 半导体催化剂的催化作用及光催化

原理

? 本章主要内容：

? 半导体的能带结构及其催化活性

? 从能带结构出发，讨论催化剂的导电性能、逸出功与催化活性的关

系

? 半导体多相光催化原理

金属氧化物与金属硫化物催化剂概述

过渡金属氧化物与过渡金属硫化物有许多相似之处，多为半导体型化合物。

作为氧化用的过渡金属氧化物催化剂主要催化反应类型是烃类的选择性氧化和NOx的还原等；

作为催化剂的多为过渡金属硫化物，如Mo、W、Ni、Co、Fe等的金属硫化物具有加氢、异构、氢解等催化活性，用于油品的加氢精制；加氢脱硫(HDS)、加氢脱氮(HDN)、加氢脱金属(HDM)等过程。

半导体的能带结构及其催化活性

过渡金属氧化物、硫化物(半导体)催化剂

过渡金属氧化物、硫化物催化剂多属半导体类型，本章用半导体能带理论来说明这类催化剂的催化特性。将半导体的导电性能、电子逸出功与催化活性相关联，解释解释这类催化剂的催化作用。 固体的能带结构

原子核周围的电子是按能级排列的。例如1S，2S，2P，3S，3P……内层电子处于较低能级，外层电子处于较高能级。

固体是由许多原子组成的，固体中许多原子的电子轨道发生重叠，其中外层电子轨道重叠最多。由于这种重叠作用，电子不

1、多相催化反应是在物相不同的反应物和催化剂的两相界面上进行的。

2、多相催化的反应步骤：反应物A由气相主体扩散到颗粒外表面（反应物外扩散）、反应物A由外表面向孔内扩散，到达活性中心（反应物内扩散）、A的吸附、A在吸附活性中心反应生成B、B的脱附、产物B由内表面扩散到外表面（产物内扩散）、产物B由颗粒外表面扩散到气相主体（产物外扩散）。其中，3/4/5过程属于表面反应，反应物和产物的内外扩散属于物理过程，反应物分子在催化剂表面的化学吸附、表面化学反应以及产物的脱附属于化学过程。（七步）

3、多相催化的反应步骤：反应物分子从催化剂周围的介质向催化剂表面以及孔内扩散、反应物分子在催化剂表面和孔内活性中心上吸附、被吸附的反应物分子与催化剂表面以及孔内的活性中心相互作用进行化学反应、反应产物从催化剂表面和孔内活性中心上脱附、反应产物离开催化剂表面以及孔内向催化剂周围的介质扩散，1/5是反应物和产物的扩散过程，属于传质过程，2/3/4属于表面进行的化学过程，也叫化学动力学过程。（五步）

4、多相催化反应中的物理过程：内外扩散过程，为充分发挥催化作用，要尽量消除扩散过程的影响。

5、消除内外扩散阻力的方法：提高空速（外扩散）；减小催化剂颗粒尺寸、增大催化

聚罗丹明B薄膜修饰电极的制备及对对亚硝酸盐的电催化作用

本科生毕业论文(设计)

题 目：学生姓名：学 号：专业班级：指导教师：完成时间：

聚罗丹明B薄膜修饰电极的

制备及对亚硝酸盐的电催化作用

郭 亮 200812010127 化学08101班 孙元喜 周谷珍 2011年8月30日

聚罗丹明B薄膜修饰电极的制备及对对亚硝酸盐的电催化作用

目 录

摘要 ..................................................................... 1 Abstract ................................................................. 1 1 引言 ................................................................... 2 1.1引言................................

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目 录

摘要 ..................................................................... 1 Abstract ................................................................. 1 1 引言 ................................................................... 2 1.1引言................................

一、单项选择题（每题2分，共30分） 10.填空题（每空1分，共20分） 三、判断题（每题1分，共10分） 四、名称解释（每题2分，共10分） 五、简答题（每题5分，共30分）

情境一沉淀法制备固体催化剂

1.当催化剂和反应物互溶时，这种催化反应称为（）

A、非均相 B、液相反应 C、气固相反应 D、均相反应 2.共沉淀法制备的催化剂的分散性和均匀性较之于（ ）

A、浸渍法好 B、混合法好 C、均匀沉淀法好 D、热熔融法好 3.将催化剂所需的两个或两个以上组分同时沉淀的方法是( ) A、均匀沉淀法 B、共沉淀法 C、浸渍沉淀法 D、导晶沉淀法 4.3A、4A和5A分子筛的主要区别是（ ）

A、孔径 B、晶型 C、硅铝比 D、晶型和硅铝比 5.载体在催化剂中含量（ ）

A、适中 B、较少 C、固定不变 D、较高 6.单组分沉淀法可以用来制备非贵金属的单组份催化剂或（ ） A、载体 B、助催化剂 C、粘结剂 D、活性组分 7.沉淀法制备催化剂中

光催化剂的工艺及发展

学 院 化学与化学工程学院 专 业 化学工程与工艺 班 级 化工133 姓 名 张竞业 学 号 2013012062

光催化剂的工艺及发展

张竞业

齐齐哈尔大学 . 黑龙江省 . 齐齐哈尔

摘要：由于化石燃料本身的不可持续性，以及燃烧化石燃料释放的大量CO2产生的温室效应、环境污染等严重的全球性问题，构建洁净的、环境友好的、非化石燃料的可再生新能源体系，已经成为世界各国高度关注的焦点和重大战略。太阳能由于其取之不竭、洁净无污染、可再生等优点，必将在未来的新能源开发中占据举足轻重的地位。而氢能具有高燃烧值、燃烧产物是水无环境污染等优点，因此，利用自然界丰富的太阳能光催化制氢和光催化还原CO2作为可持续发展的新能源途径

纳米催化剂综述

所谓纳米技术，是指在0.1~100纳米的尺度里，研究电子、原子和分子内的运动规律和特性的一项崭新技术。科学家们在研究物质构成的过程中，发现在纳米尺度下隔离出来的几个、几十个可数原子或分子，显著地表现出许多新的特性，而利用这些特性制造具有特定功能设备的技术，就称为纳米技术

纳米催化剂由于其高效的还原或氧化作用，在催化领域的应用非常广泛，与普通商用催化剂相比，表现出高活性和高选择性等优异的催化性能。在反应中，纳米催化剂的尺寸、形貌、表面性质等对其活性和选择性起到了关键的作用。纳米颗粒由于尺寸小，表面所占的体积分数大，表面的键态和电子态与颗粒内部不同，表面原子配位不全等，导致表面的活性位置增加，这就使纳米颗粒具备了作为催化剂的基本条件。随着粒径的减小，表面光滑程度变差，形成了凹凸不平的原子台阶，这就增加了化学反应的接触面。 纳米催化剂性质 ⒈表面效应

描述催化剂表面特性的参数通常包括颗粒尺寸、比表面积、孔径尺寸及其分布等。有研究表明，当微粒粒径由10nm减小到1nm时，表面原子数将从20%增加到90%。这不仅使得表面原子的配位数严重不足、出现不饱和键以及表面缺陷增加[，同时还会引起表面张力增大，使表面原子稳定性降低，极易结合