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工业催化 金属催化剂.ppt

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THANK YOU * * * * * * * * * * * * * 指导教师:季东 主讲人:薛杰琛 合金催化剂及其催化作用 01 目录 典型金属催化剂催化作用剖析 02 金属催化剂开发与应用进展 03 合金催化剂:上世纪五十年代人们在调变催化剂的催化性能时,采用合金办法调变金属催化剂的“d带空穴”,从而改变催化剂性能。 将过渡金属含有“d带空穴”的组分(Ni,Pt,Pd)与不含“d带空穴”但具有未配对的s电子的第一副族元素(Cu,Ag,Au)组合成合金。 合金催化剂及其催化作用 01 1.机械混合:各金属原子仍保持原来的晶体结构,只是粉碎后机械混合在一起,常用于晶格结构不同的金属。 2.化合物合金:金属原子间靠化学力结合组成金属化合物,两种金属符合化合物计量的比例。 3.固溶体:介于上述两者之间,这是一种固态溶液,其中一种金属可视为溶液,另一种较少的金属可视为溶解在溶剂中的溶质。 合金的分类 合金的表面富集 表面富集:大多数合金都会发生,使合金的表相组成与体相组成不同。 决定因素: 1.合金中表面自由能较低(升华热较低)的组分容易在表面富集。因此表面自由能的很小差别就会造成很大的表面富集。 2.合金表相组成与接触的气体性质有关,与气体有较高吸附热的组分容易在表面富集。 ※合金的表相组成对催化剂催化性能的影响往往比体相更直接。 一.合成氨工业催化剂 主催化剂:Fe3O4 助催化剂:Al2O3、K2O、CaO、MgO等 合成氨催化剂:通常用磁铁矿和少量助剂在熔炉里熔融,在室温下冷却制备。 反应条件:操作温度为400~500℃,压力为15~30MPa。 典型金属催化剂催化作用剖析 02 合成氨催化反应机理 二、乙烯环氧化工业催化剂 乙烯 环氧乙烷 主催化剂:银(Ag) 载体:耐热ɑ-Al2O3(刚玉)小球、SiC(金刚砂)等 助催化剂:Ba、Al、Ca、Ce、Au或Pt等,采用浸渍法制备负载银催化剂。 反应条件:气固相反应,反应温度在220~280℃。 负载银催化剂 环氧化 乙烯环氧化机理: 通常认为: 其他机理: 一致结论: (1) (2)凡是能减弱Oa与银之间的键能的环境(如吸附碳原子)将有利于乙烯的选择氧化。 (3)在银表面易发生分子氧的解离吸附,并形成银下表层的原子氧。且银表面的吸附态原子氧随着氧的覆盖导致弱吸附态特性,使银成为此项工艺唯一有效的催化剂。 (4)没必要对环氧乙烷选择性设一个6/7的上限。 催化重整工业催化剂 1、催化重整:在催化剂作用下,对汽油馏分中的烃类分子结构进行重新排列成新的分子结构的过程。 2、代表性反应: (1)环烷烃脱氢芳构化: (2)烷烃芳构化: (3)异构化反应: (4)加氢裂化: (5)其他反应:包括脱硫、脱氮、脱氢以及积炭等副反应。 催化重整催化剂:双功能催化剂 1、具有脱氢、加氢功能的电子转移金属组分; 2、具有异构化、环化等功能的质子转移的酸性组分。 工业常用催化剂:金属Pt负载与酸性载体上的负载型金属催化剂。 反应机理: THANK YOU * * * * * * * * * * * * *
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