《催化作用原》ppt課件

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1、催化作用原理授課老師：黃偉新聯(lián)系方式：激光小樓一樓３６００４３５(辦公室)huangwx@ustc.edu.cnhttp://staff.ustc.edu.cn/~huangwx參考書目<<催化作用基礎(chǔ)>>李榮生,甄開吉,王國甲編著<<催化化學(xué)>>吳越著<<催化化學(xué)導(dǎo)論>>韓維屏等著<>EditedbyG.Ertl,H.Kn?zinger,J.Weitkamp第一章　緒論一、催化科學(xué)的重要性催化(catalysis)：催化科學(xué)，催化技術(shù)和催化作用。催

2、化科學(xué)：研究催化作用的原理催化技術(shù)：催化作用原理的具體應(yīng)用催化技術(shù)是現(xiàn)代化學(xué)工業(yè)，環(huán)境保護的支柱?！癟heeconomiccontributionofcatalysisisasremarkableasthephenomenonitself.ApproximatelyonethirdofmaterialgrossnationalproductintheUSinvolvesacatalyticprocesssomewhereintheproductionchain.Confininganalysistothechemic

3、alindustry,theproportionofprocessesusingcatalystsis80%andincreasing.”Chemistry&Industry,Jan21,2002,Page22一些工業(yè)催化過程催化反應(yīng)催化劑合成氨Fe-Al2O3-K2O催化裂解SiO2-Al2O3，沸石催化重整Pt，Pt-Re乙烯水和H3PO4/硅藻土乙烯氧化PdCl2-CuCl2二氧化硫氧化V2O5/硅藻土氨氧化Pt丙烯氨氧化P-Mo-Bi系丙烯聚合?-TiCl3-AlEt3乙炔選擇加氫Pt/Al2O3甲烷化Ni/

4、Al2O3F-T合成Fe，Co，Ni1997年美國化學(xué)會聯(lián)合4家相關(guān)協(xié)會在制定“2020年技術(shù)展望：美國化學(xué)工業(yè)”里充分肯定了催化的重要性，并且由于催化在化學(xué)工業(yè)中決定性的作用，對催化進行了專門闡述“2020催化展望報告”。1997年，IUPAC組織編寫的《21世紀(jì)的化學(xué)叢書》中將《催化展望》列為叢書的第一部。2001年3月,美國能源部組織其下屬的基礎(chǔ)能源科學(xué)研究領(lǐng)域的科學(xué)家，就催化科學(xué)的發(fā)展方向舉行研討會，并發(fā)表了研討結(jié)果；2002年5月再次舉行催化科學(xué)研究方向研討會，并基于研討會的結(jié)果于2005年在其西北太平洋國

5、家實驗室（PNNL）成立界面催化研究所（http://iic.pnl.gov/），進行多學(xué)科交叉的催化研究來應(yīng)付面臨的能源領(lǐng)域的挑戰(zhàn)。2003年3月，《science》雜志刊出了以催化為主題的專欄[7]。二、催化的過去,現(xiàn)在和將來催化的發(fā)展：實踐---理論---實踐---??2.1Historybefore19401834年:Berzelius,引入”catalysis”術(shù)語;1814年:Kirchhoff,發(fā)現(xiàn)酸能催化淀粉水解;1817年:HumphryDavy,置于空氣和煤氣混合物的熱鉑絲會變得熾熱;1824年:

6、Henry,發(fā)現(xiàn)第一個催化劑中毒現(xiàn)象:乙烯能夠抑制H2和O2在Pt上的反應(yīng);同時他也注到氫氣,CO,甲烷在氧氣中得選擇氧化;1824年:D?bereiner,商業(yè)化的催化反應(yīng)-”tinderbox”;1834年:MichaelFaraday研究了鉑片對氫氣氧化反應(yīng)的影響;1845年:Grove,發(fā)現(xiàn)熱鉑絲同樣也能夠催化水蒸氣得分解;1860年左右:Phillips,申請鉑催化SO2空氣氧化為SO3的專利;1871年:工業(yè)化催化過程(Deaconprocess)—HCl催化氧化到氯氣;1877年:Lemoine,發(fā)現(xiàn)H

7、I非催化分解反應(yīng)和催化分解反應(yīng)最終的化學(xué)平衡點相同(19%@350?C);1879年:Bertholet,研究酸催化的有機酸酯化和酯水解,發(fā)現(xiàn)催化劑不影響化學(xué)平衡;1900年左右:催化加氫反應(yīng):foodstuffsOils,fats&waxesvitaminsmedicines,soap……Ni-basedcatalysts1909年7月2日:FritzHaber,利用還原過的Fe3O4為催化劑,在高壓反應(yīng)裝置由N2和H2合成出大量的氨氣(BASF工業(yè)化);1923年:BASF公司,建成合成氣制備甲醇的工廠(400?

8、C,200bar,Zn-CrOxides為催化劑);1937年:UnionCarbide公司,商業(yè)化銀催化的乙烯環(huán)氧化制環(huán)氧乙烯;Late1930s:催化裂化(catalyticcracking)Fixed-bedcatalyticcrackingreactorsFluid-bed/Fluidizedcatalyticcracking(FCC)