《高等化学反应工程》课程教学课件（PPT讲稿）第二章 气－固相催化反应本征及宏观动力学

第二章气-固相催化反应本征及宏观动力学

第 二 章 气-固相催化反应本征及宏观动力学

第一节催化及固体催化剂第二节化学吸附与气一固相催化反应本征动力学模型第三节气-固相催化反应的宏观过程第四节催化剂颗粒内气体的扩散第五节内扩散有效因子第六节气-固相间热、质传递过程对总体速率的影响第七节固体催化剂的失活

第一节 催化及固体催化剂 第二节化学吸附与气-固相催化反应本征动力学模型 第三节 气-固相催化反应的宏观过程 第四节 催化剂颗粒内气体的扩散 第五节 内扩散有效因子 第六节 气-固相间热、质传递过程对总体速率的影响 第七节 固体催化剂的失活

第一节催化及固体催化剂*催化剂的三个基本特征：①改变反应途径（活化能）②不改变平衡状态和反应热③选择性*均相催化：反应在相内进行；多相催化：反应在相界面上进行*形态：多孔性物质（颗粒）：网状物。颗粒：规则或不规则；形状：圆柱形、环柱形、薄壁异形（车轮、舵轮、蜂窝）。颗粒和形状，根据反应和反应器来定*气固催化理论：活性位理论三步骤：反应物活性位吸附；表面反应；产物活性位脱附

第一节 催化及固体催化剂 *催化剂的三个基本特征：①改变反应途径（活化能） ②不改变平衡状态和反应热 ③选择性 *均相催化: 反应在相内进行； 多相催化: 反应在相界面上进行 *形态：多孔性物质（颗粒）；网状物。 颗粒：规则或不规则； 形状：圆柱形、环柱形、薄壁异形（车轮、舵轮、蜂窝）。 颗粒和形状，根据反应和反应器来定。 *气固催化理论：活性位理论——三步骤： 反应物活性位吸附； 表面反应； 产物活性位脱附

一：固体催化剂的主要组成及制备方法：*主要组成：活性成分（金属、金属氧化物）一一催化作用助催化剂（结构性、调变性）一提高催化剂活性、选择名性、稳定性载体（负载型催化剂）（氧化铝、二氧化硅、活性炭、硅胶、硅藻土等）承载活性组分和助催化剂，增大表1选择性、稳定性（载体和活性组分产面积，提高活性、生“协同效应*制备方法：浸渍法；沉淀法；共混法；熔融法

一．固体催化剂的主要组成及制备方法： *主要组成： 活性成分（金属、金属氧化物）——催化作用 助催化剂（结构性、调变性）——提高催化剂活性、选择 性、稳定性 载体（负载型催化剂）（氧化铝、二氧化硅、活性炭、硅 胶、硅藻土等）——承载活性组分和助催化剂，增大表 面积，提高活性、选择性、稳定性（载体和活性组分产 生‘协同效应’） *制备方法：浸渍法；沉淀法；共混法；熔融法

浸渍法（impregnation）是将载体放进含有活性物质的液体或气体中浸渍，活性物质逐渐吸附于载体的表面，当浸渍平衡后，将剩下的液体除去，再进行干燥、焙烧、活化等即可制得催化剂浸渍法通常包括载体预处理、浸渍液配制、浸渍、除去过量液体、干燥和焙烧、活化等过程：浸渍法适用于制备稀有贵金属催化剂，活性组分含量较低的催化剂，以及需要高机械强度的催化剂

载体（如AlO，）的沉淀二一广泛用于制备负载型催化剂载体的成型（尤其负载型金属催化剂）载体的预处理用活性组份溶液浸渍干燥负载型金属催化剂焙烧分解活化（还原）

沉淀法在金属盐溶液中加入沉淀剂，生成难溶金属盐或金属水合氧化物，从溶液中沉淀出来，再经老化、过滤、洗涤、干燥焙烧、成型、活化等工序制得催化剂或催化剂载体广泛用于制备高含量的非贵金属、（非）金属氧化物催化剂或催化剂载体

沉淀法

原料沉淀剂口洗合沉淀法生产流程沉淀陈化建派洗漆docin成型活化德化剂成品

沉淀法生产流程

沉淀法制备催化剂的案例分析一一活性AI,O,的制备纯水HNO溶液偏铝销溶液AICi3溶液氨水溶液江中和中和过滤过滤反数饮洗涤洗涤发复数次老化干燥过滤酸化成型成型干燥vw.oNocin.com活化焕烧产品产品图酸中和法生产-Al,O，的图碱中和法生产㎡-Al,O,的流程示意图流程示意图

孔结构成因方法特点制备方法金牌颗粒间，助剂溶在商温下将各个组分浴合成均匀分布1体颗粒间，金属预粒的混合体，化物固溶体或合金固热熔融法溶体与高熔点助剂颗粒间的孔穴用未干燥或干燥的沉淀或凝胶，按所1）我结成四与沉定器比例机械混合法或胶凝法相同机械混合法(2)添加剂，造孔剂的影响与负载法同