工业催化名词解释Word下载.docx
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（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，
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。
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？
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
便于过滤和洗涤；
溶解度要大；
沉淀物溶解度很小；
必须无毒。
13
影响沉淀生成的因素？
浓度、温度、ph值、加料方式、搅拌速度。
浓度必须达到过饱和度；
一般情况，晶核生长
速度岁温度升高出现极大值；
常用碱性物质做沉淀剂，所以受
ph值影响；
加料顺序、搅拌
使浓度均匀。
14什么是沉淀的陈化，什么时候采用陈化操作，其意义是什么？
陈化：
沉淀
在其形成之后发生的一切不可逆变化称为沉淀的陈化。
在晶型催化剂的制备过程中，
沉淀的
陈化对催化剂性能的影响显著。
意义：
基本消除细晶体，
获得了颗粒大小均匀的粗晶体，空
隙结构和表面积也发生了变化，
由于粗晶体总面积较小，
吸附杂质较少，在细晶体中的杂质
也随溶解过程转入溶液。
15
对催化剂焙烧的目的，温度的选择目的及作用：
通过物料的热
分解，除去化学结合水和挥发性物质，
使之转化为所需要的化学成分；
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；
让微粒适度烧结，提高产品的机械
强度。
焙烧温度：
下线取决于干燥后物料中氢氧化物、硝酸盐、碳酸盐、铵盐之类易分解化
合物的分解温度，上线结合焙烧时间一并考虑。
16
浸渍法举例说明浸渍法制备催化剂的步
骤，并说明浸渍法的优点？
浸渍法是将载体放进含有活性物质
（或连同助催化剂）的液体（或
气体）中浸渍，达到浸渍平衡后，将剩余的液体除去，再进行干燥、焙烧、活化等与沉淀法
相近的后处理。
生产流程：
载体的沉淀→洗涤、干燥→载体的成型→用活性组分溶液浸渍→
干燥→分解（焙烧）→活化
（还原）→负载型金属催化剂。
可用既成外形与尺寸的载
体，省去催化剂成型的步骤；
可选合适载体，
提供催化剂所需物理结构特性；
负载组分多数
情况下仅仅分布在载体表面上，利用率高、用量少、成本低。
17
浸渍法的分类及各类的操
作要点？
过量浸渍法
将载体浸入到过量的浸渍溶液中，待吸附平衡后沥去过剩溶液，干燥
活化后得到催化剂成品。
等体积浸渍法
将需要量的活性物质配成水溶液，然后将一定量的
载体浸渍其中，采用喷雾法。
多次浸渍法
重复多次的浸渍、干燥和焙烧。
浸渍沉淀法
先
浸渍后沉淀。
流化喷洒浸渍法。
蒸汽相浸渍法。
18
以合成氨催化剂为例，说明用热熔融法
制备熔铁催化剂的性能影响因素？
例：
向粉碎过的电解铁中加入作为催进剂的
Al2O3,、
石灰、氧化铁等氧化物粉末，充分混合，然后装入细长的耐火瓷舟中，在
900—950摄氏度
温度下，置于H2或N2的气流中烧结。
再向这种烧结试样中，按需要量均匀注入浓度为
20%
的硝酸钾溶液，吹氧燃烧熔融。
熔融时，上述原料必须逐步少量加入，操作反复进行。
影响
因素：
催化剂原料的性质和助剂配方外，熔炼温度、熔炼次数、环境气氛、熔浆冷却速度。
19树脂活化方法：
将树脂装入离子交换柱中，对阳离子交换树脂注入比树脂交换容量大为
过量的5%盐酸；
对阴离子交换树脂注入比树脂交换容量大为过量的
5%苛性钠；
酸盐处理后
用蒸馏水水洗。
20催化剂的形状对催化剂的哪些性能会产生影响？
固定床、移动床、流化
床和悬浮床等对催化剂有什么要求？
1）会对催化剂的活性、选择性、强度、阻力等性能；
2）
固定床用催化剂：
其强度、粒度、允许范围较大，可以在比较广的条件范围内操作。
移动床
用催化剂：
由于催化剂需不断移动，
机械强度要求高，形状通常为无角的小球。
流化床用催
化剂：
为了保持稳定的流化状态，催化剂必须具有良好的流动性能，所以，
流化床常用直径
为20~150μm或更大直径的微球颗粒。
悬浮床层催化剂：
为了在反应时使催化剂颗粒在液
体中易悬浮循环流动，通常用微米级至毫米级的球形颗粒。
21固体催化剂成型的选择应该
考虑哪些因素在？
1）.成型前物料的物理性质；
2）成型后催化剂的物理、化学性质；
22
固
体催化剂有几种成型方法？
1）压片成型；
2）挤条成型;
3）油中成型；
4）喷雾成型；
5）
转动成型。
23简述Y型和ZSM-5型分子筛的制备方法？
1）通常生产Y型分子筛所用的硅酸
钠是模数（即S2O3/Na2O摩尔比）3.0~3.3的浓度较高的工业水玻璃，
用时稀释。
偏铝酸钠、
氢氧化钠与水玻璃反应生成硅铝酸钠，
称为成胶。
成胶后的硅铝酸钠胶粒一定温度和时间晶
化成晶体，再洗涤晶体即得
Y型分子筛。
2）将硫酸钠、氯化钠、硫酸铝、以及硅酸钠等按
一定配比和加料方式，加入热压釜中，反应保持一定的时间和温度，凝胶、结晶、洗涤、焙
烧后，得钠型的NaZSM-5分子筛。
24表示固体催化剂宏观物理性能参数有哪些？
1）颗粒直径及粒径分布；
2）机械强度；
3）抗毒稳定性;
4）比表面积与孔结构。
25表示固体催化剂微观物理性能的参数有哪些？
表面活性；
2）金属粒子大小及其分布；
3）晶体物相（晶相）；
4）晶胞参数；
5）结构缺陷；
6）催化剂表面的化合价态及电子状态、电学和磁学性质。
26催化剂活性测定方法分为流动
法和静态法，二者区别？
流动发的反应系统是开放的，供料连续或半连续。
静态法的反应系
统是封闭的，供料不连续。
27积分反应器的优缺点，微分反应器的优缺点？
积分反应器：
优点，与工业反应器甚相接近，且常常是后者的按比例缩小，对某些反应可以较方便的得到
cat评价数据的直观结果。
缺点，热效应大，反映床层轴向和径向温度不均一和恒定，反应
速率数据可比性较差。
微分反应器优点：
（1）热效应小，易达温要求，反应器中组成的浓度沿催化床的变化很小，一般可以看作是恒定，故在整个催化剂反映床层中反应温度可以看作
恒定，可以从实验上直接测到与确定温度相对应的反应速率。
（2）反应器的构造相对简单。
缺点
（1）所得数据常是初速。
（2）分析要求精度高。
28无梯度反应器优点：
可以直接而又准确的求出反应速率数据。
按气体的流动方式分为外
循环式、连续搅拌釜式、内循环式三类。
29评价和比较催化剂（cat）抗毒稳定性的方法？
（1）在反应气其相中加入一定浓度的毒物，使催化剂中毒，而后换用纯净原料进行试验，
视其活性和选择性能否恢复，若为可可逆中毒，可观察到一定程度的恢复。
（2）在反映气象
中逐量加入有关毒物至活性和选择性维持在给定的水准上，视能加入毒物的最高浓度。
（3）
将中毒后的催化剂通过再生处理，视其选择性和活性恢复的程度，
永久性（不可逆）中毒无
法再生。
30常用的测定总比表面积的方法有哪两种？
（
1）BET法
（2）色谱法
测定活性比
表面积的方法有化学吸附法和色谱法。
31经典的BET法的依据是什么模型？
该模型的假设
是什么？
经典的BET法的依据模型是理想吸附（或称兰格缪吸附）的物理模型。
假设：
（1）
固体表面上各个吸附位置从能量角度而言都是等同的，吸附时放出的吸附热是相同的。
（2）
每个吸附位置只能吸附一个顶点，而已吸附质点之间的作用力则认为可以忽略。
32通常将
催化剂中的孔按照孔径大小分为三个部分，孔半径小于
10mm为细孔，10~200mm为粗孔，
大于200mm为大孔。
大孔可用光学显微镜直接观察和压贡法直接测定，气体可用气体吸附
法。
33电子显微镜在催化剂研究中的应用有哪些？
用电子显微镜可观察到催化剂外观形貌，
进行颗粒度的测定和晶体结构的分析，
同时还可研究高聚物的结晶，
催化剂的组成与形态以
及高聚物的生长过程，齐格勒—纳塔体系的催化剂晶粒大小，晶体缺陷等。
34X—射线结构
分析在催化剂研究中的应用有哪些？
在催化剂研究中主要用于测定晶体物质的组成，
晶胞常
数和微晶大小，也有用于比表面积和平均孔径及粒子大小分布的辅助测定，
x射线荧光分析
还用于元素的定性或半定量来那个分析。
35热重曲线上阶梯的位置，高度和斜度各表示什
么？
阶梯位置：
失重顺序
高度：
失重比例
斜度：
失重速率。
36
阐述工业催化剂开发经
历的步骤?
资料准备——催化剂参考样品的剖析——配方筛选——小试——扩大实验——
（中型制备试验——中型评价实验）——新型催化剂的工业生产，试用和换代开发。
37画
出dowden建议设计的催化剂设计程序图：
靶反应-化学计量分析-热力学分析-分子反应机理
-表面反应机理-反应通道-催化剂性质-催化剂材料-推荐的催化剂。
38
元素周期表中的过渡金
属元素常作为催化剂活性组分和助催化剂使用，请说明为什么？
“
d区”过渡金属在催化剂
中有最为成功的应用，
其元素的原子最外层电子为
d层原子轨道结构，尤其是
7族，常被人
们称为催化金属族。
“s”区过渡金属中的
IA族碱金属，由于在催化条件下易于成离子状态，
常作为助催化剂使用。
39举例说明主催化剂选择的半经验规则：
对于某一催化反应或是某
些类型的若干催化反应的研究发现了不同催化剂所显示的活性呈现有规律的变化（例如
稀
土元素对环己烷脱氢的催化活性随元素中
4f电子数增加而升高），把这些局部经验所得的规
律性作为“样本”，通常就不必在酸碱催化的样本中寻找催化剂。
40助催化剂分类及选择原
则：
调变性助催化剂
强化主催化剂的优点，而克服其缺点。
结构性助催化剂
有较高熔点，
在使用条件下是稳定的，最好不易被还原成金属；
对催化反应是惰性的；
不与活性组分发生
化学反应41催化剂载体选择时应考虑的因素有哪些？
（1）化学方面：
比活性，活性组
分间的相互作用，cat失活和反应物或溶剂无相互作用。
（
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