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1、催化剂与催化作用复习总结 第一篇:催化剂与催化作用复习总结 催化剂的作用的特征有哪些?催化剂能否变更化学平衡? 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,而不能变更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。催化剂能变更化学反应的速率,其自身并不进入反应的产物,在志向的状况下不为反应所变更。但在实际过程中不能无限制的运用,催化剂经过多次运用后会失活。 催化剂如何加快化学反应速度? 催化剂加快反应速率的缘由与温度对反应速率的影响是根本不同的。催化剂可以变更反应的路途,降低反应的活化能,使反应物分子中活化分子的
2、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。假如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快速作用(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: AB=AB(慢)AC=AC(快)ACB=ABC(快) 式中A、B为反应物,AB为产物,C为催化剂。 由于反应的途径发生了变更,将一步进行的反应分为两步进行,两步反应的活化能之和也远比一步反应的低。该理论
3、被称为“中间产物理论。 在非均相催化过程中,催化剂是固体物质,固体催化剂的外表存在一些能吸附反应物分子的特别活跃中心,称为活化中心。反应物在催化剂外表的活性中心形成不稳定的中间化合物,从而降低了原反应的活化能,使反应能快速进行。催化剂外表积越大,其催化活性越高。因此催化剂通常被做成细颗粒状或将其附载在多孔载体上。许多工业生产中都运用了这种非均相催化剂,如石油裂化,合成氨等,运用大量的金属氧化物固体催化剂。该理论称为“活化中心理论。 催化剂可以同样程度地加快正、逆反应的速率,不能使化学平衡移动,不能变更反应物的转化率。请留意加快逆反应也就是减慢反应速率,这种催化剂也叫负催化剂! 催化剂的活性、选
4、择性的含义? 催化剂的活性,又称催化活性,是指催化剂对反应加速的程度,可以作为衡量催化剂效能大小的标准。催化剂的选择性是使反应向生成某一特定产物的方向进行。转化为目的产物所消耗的某反应物量/某反应转化的总量。 催化反应的活化能是否与非催化反应的相同?为什么? 1不变更反应热:因为催化剂只是通过变更化学反应历程来降低活化能,而化学反应前后的能量转变是由反应物和产物在反应体系中的相对能位来确定,反应物与产物的结构确定了它们的相对能位,即不变更反应物与生成物的摩尔焓,因此加入催化剂不变更反应热。 2降低活化能:因为催化剂通过变更反应历程,使反应沿着一条更简洁进行的途径进行。 催化剂为什么具有寿命?影
5、响催化剂的寿命的因素有哪些? 指催化剂的有效运用期限,是催化剂的重要性质之一。催化剂在运用过程中,效率会慢慢下降,影响催化过程的进行。例如因催化活性或催化剂选择性下降,以及因催化剂粉碎而引起床层压力降增加等,均导致生产过程的经济效益降低,甚至无法正常运行。 化学稳定性:化学组成与化学状态稳定,活性组分与助剂不反应与流失; 耐热稳定性:不烧结、微晶长大和晶相转变; 抗毒稳定性:抗吸附活性毒物失活; 机械稳定性:抗磨损率、压碎强度、抗热冲击。确定催化剂运用过程中的裂开和磨损 举例说明催化循环? 非缔合活化催化循环定义:在催化反应过程中催化剂以两种明显的价态存在,反应物的活化经由催化剂 与反应物分子
6、间明显的电子转移过程,催化中心的两种价态对于反应物的活化是独立的,这种催化循环称之为非缔合活化催化循环。 举例:氧化亚氮在镍催化剂上的分解反应。 缔合活化催化循环定义:在催化反应过程中催化剂没有价态的转变,反应物分子活化经由催化剂与反 应物配位,形成络合物,再由络合物或其衍生出的活性中间物种进一步反应,生成 产物,并使催化剂复原。反应物分子活化是在络合物配位层中发生的。 举例:固体酸催化剂作用下的乙烯水合反应。 固体催化剂的组成?各组成的作用?结构型助剂与电子型助剂有何区分? 主催化剂、共催化剂、助催化剂、载体。 主催化剂是催化剂中产生活性的部分,没有它催化剂就不能产生 催化作用。共催化剂:和
7、祝催化剂同时起催化作用的物质,二者缺一不行。助剂:本身没有活性或活性很低,少量助剂加到催化剂中,与活性组分产生作 用,从而显著改善催化剂的活性和选择性等。载体:载体主要对催化活性组分起机械承载作用,并增加有效催化反应外表、 供应相宜的孔结构;提高催化剂的热稳定性和抗毒实力;削减催化剂用量,降低 本钱。 助催化剂分为:结构型助催化剂、电子型、扩大型、毒化型助催化剂。结构型助催化剂通常不影响活性组分的本性,而电子型助催化剂能变更催化剂活性组分的本性,包括结构和化学特性。 一个好的工业催化剂应满意哪些条件? 1高活性:缓和的反应条件。低压、低温、高空速、大处理量;降低装置造价;降低操作费用;提高过程
8、经济性2稳定性好:长寿命、运用时间长。活性下降慢;抗烧结、中毒、结焦、污染实力强;降低催化剂费用;提高过程经济性。3流体流淌:流体的分布、压力降、扩大效应。催化剂利用率和过程限制;流体的分布:均匀、湍流、接近活塞流 反应器与催化剂颗粒直径比510;反应器长与催化剂颗粒直径比501004压力降:尽可能小。提高催化剂床层空隙 何为转化率、收率和选择率、如何计算? 转化率:已经转化的物料量占总进料量的比例大小 产率:生成的目的产物量占反应物初始总量的比例 选择性:目的产物占总产物的比例m%, mol% 转化为目的产物所消耗的某反应物量/某反应转化的总量为选择性。产率=选择性*转化率 为什么加氢催化剂
9、对脱氢反应也有活性?工业上可逆反应选择的催化剂为什么往往是不相同的? 因为催化剂的加入不能变更反应常数,即催化剂既能加速正反应又可以加速逆反应,才能使平衡常数保持恒值。所以说为什么加氢催化剂对脱氢反应也有活性。 朗格谬尔、BET吸附等温式的假设及用处是什么? 朗格谬尔假设:吸附外表均匀,各吸附中心能量相同;吸附分子间无互相作用;单分子层吸附,吸附分子与吸附中心碰撞进行吸附,一个分子只占据一个吸附中心;在确定条件下,吸附与脱附可建立动态平衡。 BET理论假设:固体外表均匀;吸附脱附不受四周分子影响;由于范德华力,不愿定第一层吸满后才发生多层吸附。 何为限制步骤?探讨催化反应限制步骤对选择和改良催
10、化剂有何用处?如何消退内、外扩大影响? 1多步反应中,若其中某一步骤的阻力远较其他步骤为大,则该步骤为限制步骤 3内扩大消退试验的做法是:在确定催化剂装填量质量或体积条件下,变更催化剂颗粒粒径,通过对比不同粒径下的催化剂活性转变来确定内扩大消退与否,即随着粒径减小,活性不再转变,那么活性不再转变所对应的粒径就可以认为没有了内扩大的影响,或者说内扩大效应可以忽视。 外表催化反应包括哪几个步骤? 1反应物由气相主体扩大到催化剂外外表 2反应物由催化剂外外表扩大到催化剂内外表 3反应物的化学吸附 4被吸附的反应物发生化学反应生成产物 5产物的解吸 6产物由催化剂内外表扩大到催化剂外外表 7产物由催化
11、剂外外表扩大到气相主体 其中1、7步为外扩大,2、6步为内扩大,3、4、5步为化学动力学过程 物理吸附和化学吸附的区分和特点分别是什么?吸附强度与催化剂活性的关系? 本质:二者不同在于其作用力不同,前者为范德华力类似于蒸汽的凝合和气体的液化,后者为化学键力,类似于化学反应,因此吸附形成的吸附物种也不同,而且吸附过程也不同等诸多不同。 何谓质子酸和非质子酸?它们的催化作用有何异同? 凡能给出质子的分子或离子叫酸即质子酸,凡能和质子结合的分子或离子叫碱即质子碱。例如HCD、 H2SO 4、CH3COOH、HCO- 3、NH+4等都能放出质子,它们都是酸。NaOH、NH 3、CH3COO-、CO2-
12、3等都能夺取质子,它们都是碱。依据酸碱质子论,酸碱反应是质子转移的反应。 异同: 1、酸催化的反应与酸位的性质亲热相关,不同类型的反应要求不同酸位性质的催化剂。 2、酸催化的反 应与酸强度也有亲热关系,不同酸强度的部位可能具有不同的催化活性, 所以不同的反应要求的酸强度范围也不 相同。 3、在酸强度相宜的范围内,催化剂活性与酸浓度呈正比关系,即酸度越大,活性越高。 酸度和酸强度的含义?如何测定?区分B 酸和L 酸的试验方法? 酸度:指固体酸的单位面积的含酸量。1酸强度是指给出质子的实力B 酸强度或接受电子对的实力L 酸强度用函数H0 表示 2测试方法:正丁胺指示剂滴定法测是总酸度和酸强度 气态
13、碱吸附脱附法NH3,吡啶 等-程序升温脱附法TPD脱附温度越高酸强度越强。 3能够接受电子对的物质称为L 酸;能够给出质子的物质称为B 酸。 区分B 酸中心和L 酸中心;用NH3 或吡啶在固体酸外表上吸附的红外光谱可以作出区分。 分子筛催化剂有哪些重要特性?其外表酸性是怎样产生的? 具有较高活性;具有较高选择性,可择形催化;具有较灵敏的调变性;具有较好的稳定性。1特性 -分子筛的离子交换特性 2酸性:一般认为由分子筛重的平衡钠离子干脆为质子取代而形成 影响分子筛催化剂的酸度和酸强度的主要因素是什么?变更其酸度和酸强度的方法有哪些? 确定硅铝比范围内,硅铝比增加反应活性与稳定性提高 通过调整交换
14、阳离子的类型、数量,可以调整沸石的酸强度与酸浓度,从而变更催化反应的选择性 通过高温焙烧、水热处理、预积碳或中毒处理,可以杀灭分子筛中的强酸中心,从而变更其选择性与稳定性 通过变更反应气氛,如通入少量CO2或水蒸气可提高酸中心浓度 如何推断气固相催化反应是扩大限制,还是动力学限制? 动力学限制是指反应速度由该反应的速率确定;扩大限制是指反应速度由反应体系的扩大速率确定。 化反应的过程可视为:反应物在催化剂四周发生反应,同时外围的反应物不断向催化剂扩大因为此处反应物不断被消耗而浓度降低,生成物则不断向外围扩大,此间涉及两个过程,一个是反应,一个是扩大;反应的速度由该反应的最慢步骤确定,一个反应假
15、如反应速度小于反应物或生成物的扩大速率,则该反应为动力学限制;反之假如扩大速率小于反应速度,则为扩大限制。 工业用合成氨催化剂的组成是什么?说明主催化剂和各助催化剂的作用。 .合成氨催化剂Fe-K2O-Al2O3。Fe是主催化剂,K2O是电子助催化剂,Al2O3是结构助催化剂 何谓结构敏感性反应?合金的组成与结构及其对催化剂的性能有何影响? 是指:用金属或合金为催化剂时,在反应中同时涉及几个相邻的催化剂外表原子。此时,催化剂外表的构造、金属的性质、分散度及合金化的结果,对催化活性有显著的影响。 根据能带理论说明催化剂d带空穴数与吸附性能和催化性能之间的关系。 能带理论说明,当d带空穴反应物分子
16、所需电子转移配位数时产生的化学吸附为中等,这种吸附可以给出较高的催化活性。假如d带空穴数大于所需电子转移数时,可利用合金中电子数来调整,即加入IB元素,这些元素中的s电子可转移到金属的d带空穴中,使金属催化剂的d带空穴数降低,以便与电子转移数相当。 过渡金属作为催化剂有什么特点? 过渡金属氧化物中的金属阳离子的d电子层简洁失去电子或夺取电子,具有较强的氧化还原性能。 过渡金属氧化物具有半导体性质。 过渡金属氧化物中金属离子的内层价轨道与外来轨道可以发生劈裂。 过渡金属氧化物与过渡金属都可作为氧化还原反应催化剂,而前者由于其耐热性、抗毒性强,而且具有光敏、热敏、杂质敏感性,更有利于催化剂性能调变
17、,因此应用更加广泛。 费米能级的意义?半导体与费米能级的关系?变更费米能级的方法? 费米能级对半导体的意义其实就是电子的分割面,其大小可用来衡量半导体给出电子的难易。对n型半导体加入施主型杂质,可使费米能级上升,逸出功降低,电导率变大。相反,向n型半导体中加入受主杂质,可使费米能级降低,逸出功增加电导率变小。对p型半导体,当加入施主型杂质,可使费米能级上升,逸出功降低,电导率变小。向p型半导体中加入受主杂质,可使费米能级降低,逸出功增加,电导率变大。由于空穴率增加,电导率上升。从费米能级到导带顶之间的能量就是逸出功。 如何生成n型半导体和p型半导体?试根据能带结构说明二者的区分, n型半导体:
18、含有过量金属原子的非化学计量化合物可生成n型半导体;用高价离子取代晶格中的正离子可生成n型半导体:通过向氧化物晶格间隙参入电负性小的杂质原子,可生成n型半导体。p型半导体的生成:氧化物中正离子缺位的非化学计量化合物; 用低价正离子取代晶格中正离子;向晶格中掺入电负性较大的杂质原子。 区分:p型半导体有利于氧的吸附,有利于深度氧化反应,是活泼的氧化催化剂;n型半导体不利于氧的吸附,可用于加氢、脱氢及选择性氧化反应。在施主能级上的自由电子,很简洁激发到导带中,产生自由电子导电。这种半导体称为n型半导体。反之,假如出现的杂质能级靠近满带上部,称为受主能级。在受主能级上有空穴存在,很简洁接受满带中跃迁
19、的电子看,使满带产生正电空穴,并进行空穴导电这种半导体称为p型半导体。 常用的工业催化剂的制备方法有哪些?各自的有缺点及适用场合是什么? 1沉淀法:常用方法,可制备多组分催化剂 影响因素:1)沉淀剂、金属盐的性质 2)沉淀反应条件:沉淀剂与金属盐的浓度、pH、温度、加料依次、搅拌速度、沉淀物的生成速度、沉淀时间、洗涤与枯燥方法等 2浸渍法:制备负载型催化剂的常用方法 过量溶液浸渍法、等体积浸渍、多次浸渍、蒸汽相浸渍 3热分解法(or固相反应法):接受可加热分解的盐类:硝酸盐、碳酸盐、草酸盐等 1)原料的影响(碱土金属的硝酸盐只能得到亚硝酸盐) 2)热分解条件对分解产物的影响:分解温度与分解时间
20、粒度 4熔融法 5还原法:多用于金属氧化物的制备 催化剂失活的缘由有哪些?如何避开催化剂失活? 三个方面:化学的缘由中毒、结焦 受热高温烧结 机械的缘由(粉化、流失) 氧化烧炭法 是工业催化剂在积炭失活后普遍接受的 一种再生方法,主要反应为: 通过将催化剂孔隙中的含炭沉积物氧化为一氧化碳和 二氧化碳除去,可复原催化活性。 吹扫法 可逆性中毒 的再生方法 不很严峻的积炭有机副产物、机械粉尘和杂质堵塞催化 剂细孔或覆盖了催化剂外表活性中心,可以在原位用吹 扫法加以除去 毒物的解吸再生法就原理而言,因为有些毒物在金属上的吸 附是可逆的。所以只要通过削减或除去原料气中的毒物浓度, 就应当有可能使中毒催
21、化剂上的毒物解吸除去。 如何避开催化剂中毒? 催化的关键在于催化剂的外表能够吸附反应物,令反应物在它的外表上进行反应,再把产物解吸,假如有杂质能够极强地附着在催化剂外表,导致催化剂不能吸附反应物,甚至与催化剂发生化学反应,令催化剂失活,这时就称催化剂中毒了。 沉淀法制备工业催化剂应如何选择原料、沉淀剂的选择、沉淀条件有什么要求? 沉淀过程和沉淀剂的选择:沉淀物的形成包括两个过程:晶核的生成和晶核的长大 常用的沉淀剂:生产中常用的沉淀剂有:碱类NH3H2O、 NaOH、KOH;碳酸盐Na2CO 3、(NH4)2CO 3、CO2;有机酸乙酸、草酸等。其中最常用的是NH3H2O 和(NH4)2CO3
22、。 因为铵盐在洗涤和热处理时简洁除去,一般不会遗留在催化剂中,为制备高纯度的催化剂创建了条件。而NaOH、KOH常会留下Na+、K+在沉淀中,尤其是KOH价格较贵,故一般不运用。CO2溶解度小,也不常用。有机酸价格昂贵,只在必要时运用。 沉淀条件的选择:浓度,温度,ph值,加料依次,搅拌。 均匀沉淀法与共沉淀法:均匀沉淀法;首先使待沉淀溶液与沉淀剂母体充分混合,造成一个均匀的体系,然后调整温度,使沉淀剂母体加热分解,转化为沉淀剂,从而使金属离子产生均匀沉淀 ;共沉淀法:将含有两种以上金属离子的混合溶液与一种沉淀剂作用,同时形成含有几种金属组分的沉淀物,称为共沉淀法。利用共沉淀的方法可以制备多组
23、分催化剂,这是工业生产中常用的方法之一。 均相络合催化的优缺点?其固相化技术有哪些? 均相催化具有催化活性高、选择性好和反应条件缓和等优点,缺点:分别困难,腐蚀性,催化剂的热稳定性差,催化剂的本钱高。技术:浸渍法,化学键合法 常见络合催化剂的配位体有哪些? 配位体通常是含有孤对电子的离子或中性分子,包括如下一些物质: 卤素配位体:Cl-、Br-、I-、F-; 含氧配位体:H2O、OH-,H2O配位体由氧供应孤对电子; 含氮配位体:NH3,由氮供应孤对电子; 含磷配位体:PR3,磷供应孤对电子; 含碳配位体:CN-、CO等,其中CO由碳供应孤对电子; 另一种配位体是只含有一个电子的自由基,如H,
24、烷基C2H5等。 什么是络合催化?络合催化的特征是什么?举例说明典型的络合催化工艺。 络合催化是指催化剂在反应过程中对反应物起络合作用,并且使之在配位空间进行催化的过程,故又称为配位催化 特征:在反应过程中,催化剂活性中心与反应体系始终保持着化学结合配位络合 。 其次篇:催化科学技术的里程碑齐格勒-纳塔催化剂 催化科学技术的里程碑齐格勒-纳塔催化剂 1. 齐格勒-纳塔Ziegler-Natta催化剂简介 随着科学技术的日益进展,高分子材料在当今社会中扮演的角色越来越重要,特别是形形色色的人造纤维、人造树脂和塑料制品已经成为人们日常生活中不行或缺的重要组成部分。然而很少有人会意识到,全部这些生活
25、必需品的生产,都离不开背后浩大的聚烯烃工业和推动聚烯烃工业跨越式进展的齐格勒-纳塔Ziegler-Natta催化剂。 最初,烯烃聚合实行的是自由基聚合方式,接受这一机理需要高压反应条件,并且反应过程中存在着多种链转移反应,导致大量支化产物的产生。对于聚丙烯,问题尤为严峻,无法合成高聚合度的聚丙烯。上世纪50年头,德国化学家卡尔齐格勒Karl Ziegler和意大利化学家居里奥纳塔Giulio Natta独创了用于烯烃聚合的催化剂,即Ziegler-Natta催化剂 Z-N催化剂,并开拓了定向聚合的新领域,使得合成高规整度的聚烯烃成为可能。从今,很多塑料的生产不再需要高压,削减了生产本钱,并且使
26、得生产者可以对产物结构与性质进行限制。由于齐格勒和纳塔对于烯烃聚合的突出奉献,两人共享了1963年的诺贝尔化学奖。 2. 齐格勒-纳塔催化剂的催化机理 Ziegler-Natta催化剂主要是由IVVIII族元素如Ti、Co、Ni的卤化物与IIII族金属如Al、Be、Li的烷基化合物或烷基卤代物组成的。目前得到公认的聚合机理为以乙烯聚合为例:四氯化钛与有机铝首先作用,被还原至三氯化钛,然后被烷基化而得氯化烷基钛,烯烃首先在钛原子的空位上配位,生成-络合物。再经过移位和插入,留下的空位又可以给其次分子烯烃配位,如此重复进行链的增长过程。 3. 齐格勒-纳塔催化剂的进展历史 Ziegler-Natt
27、a催化剂诞生至今已经过去了60多年,大体阅历了以下几个进展过程: 第一代Z-N催化剂:最初的Z-N催化剂活性低催化活性:1g钛催化所得的聚烯烃的质量,约为聚乙烯2kg、聚丙烯3kg。所得的聚乙烯需用化学试剂醇、脂肪酸处理,以除去催化剂残留物,使含钛量低于1010-6,才能符合运用要求。而聚丙烯等规组分的质量分数仅有90%,聚合工艺需要困难的脱灰、脱无规组分步骤。 其次代Z-N催化剂:20世纪60年头末,出现了将路易斯碱引入催化体系的方法,形成了其次代Z-N催化剂。运用路易斯碱使得Z-N催化剂得到更大的外表积,催化活性也得到提高。典型的其次代Z-N催化剂成品,其比外表积可以到达150 m2/g,
28、催化活性为聚丙烯20kg,等规度为95%质量。所用的路易斯碱有酯、醚、醇、胺、膦等电子赐予体。其次代Z-N催化剂的特点是,催化活性和立体定向性较上一代有了一些提高。但由于催化活性还是比较低,催化剂都残留在聚合物中,需要对聚合物进行脱灰脱无规物工艺。 第三代Z-N催化剂:20世纪70年头末到80年头初,Z-N催化剂的载体化成为催化剂的巨大革新和进步。通常这类高活性、高结构规整性的载体催化剂被称为第三代Z-N催化剂。当时三井化学公司在此方面成就突出,1975年胜利开发出MgCl2负载苯甲酸乙酯的载体型催化剂,催化活性约为聚丙烯300kg,等规度为9294%。随后,该公司又在该催化剂聚合过程中,加入
29、两种外给电子体邻苯二甲酸二异丁酯和二苯基二甲氧基硅烷。使得催化剂的反应活性超过1000kg,同时等规度超过了98%,无需再进行脱无规步骤。并且,为了提高生产聚丙烯例子的流淌性,还确立了限制粒径、粒径分布、粒子形态的技术。在全球首次实现了运用高活性、高有规立构性催化剂的无脱灰、无脱无规工艺的气相聚合工艺。第三代Z-N催化剂的出现,使得Z-N催化剂的开发不再以增加催化活性为主要目的,而是以Z-N催化剂结构、形态、性能以及烯烃聚合物结构限制的开发为主。 第四代Z-N催化剂:20世纪80年头中期,出现了第四代Z-N催化剂-球型载体催化剂。此类催化剂是由Himont公司进展起来的。其特点是能够限制载体本
30、身的物理化学性能,并能限制活性中心在载体上的分布,具有颗粒反应器性能。催化效率大大提高,高达数十万至数百万克聚乙烯。能生成不同分子质量和质量分布的聚烯烃,可以获得不同相对密度的聚烯烃树脂。产品具有球形或类球形的颗粒形态,可以制备形态好,堆密度高的聚烯烃产品,这使得人们希望已久的无造粒工艺成为可能。第四代Z-N催化剂的出现,标记着聚烯烃聚合催化技术的探讨和生产趋于成熟。当今世界上绝大多数低压聚烯烃生产装置,运用的都是第三代和第四代Z-N催化剂。 4. 齐格勒-纳塔催化剂对人类社会的奉献 齐格勒-纳塔催化剂对整个人类社会进展所产生的推动作用是无与伦比的!利用齐格勒-纳塔催化剂所生产出来的聚烯烃产品
31、被广泛应用到科技、军事、日常生活的方方面面。对于人类的吃、穿、用、住、行都产生了极其深远的影响。可以毫不夸张的说,离开聚烯烃产品,现代社会将难以维系! 4.1日常应用 日常运用的塑料水杯、饭盒都用聚丙烯制成。而服装中常用的腈纶聚丙烯腈,外观亮泽,手感松软,用来作为羊毛的代用品。高密度聚乙烯可以作为建筑材料、大型管材和电线电缆等。在汽车工业中,塑料制品也越来越受到重视。除了重量轻,平安,舒适的优点外,塑料还具有比金属更耐腐蚀的特点。加之塑料有易加工,易实现自动化从而降低本钱等优点。因此,汽车制造业中越来越多的金属部件被塑料部件取代。目前,塑料用量已经占汽车自重的20%左右。其中以聚丙烯制品的增长
32、速度最快,被用作保险杠、仪表盘、蓄电池等。而聚乙烯制品同样重要,高密度聚乙烯可以用作空气导管、顶棚、挡泥板等,特别是还可以用作燃料邮箱。 4.2航天航空应用 对于航天航空和军事工业,塑料制品业功不行没。由于高强度聚乙烯优良的性能,使得该材料及其复合材料成为应用最为广泛的新型先进材料之一。可以用于飞机的翼尖整流罩和背鳍。也可以用作飞机和航天飞机的阻力伞。由于高强度聚乙烯的介电常数低、介电损耗值低、电信号失真小,是各种飞行器高性能轻质雷达罩的首选材料。 4.3国防应用 超高分子量聚乙烯纤维的耐冲击性能好,比能量汲取大,在军事上可以制成防护衣料、防弹材料,如直升飞机、坦克和舰船的装甲防护板、导弹罩、
33、防弹衣、防刺衣、盾牌等,其中以防弹衣的应用最为引人注目。它具有温顺的优点,防弹效果优于芳纶,现已成为占据美国防弹背心市场的主要纤维。另外,超高分子量聚乙烯纤维复合材料的比弹击载荷值 U/p是钢的10倍,是玻璃纤维和芳纶的2倍多,尤其适合制成防护材料。我国最为先进的99式主战坦克的防护装甲中就应用了超高分子量聚乙烯纤维材料。 5.小结 齐格勒-纳塔催化剂经过60余年的进展,已经成为当今最成熟和最广泛运用的烯烃聚合催化剂,被应用于全球90%以上聚烯烃产品制备中。并且不断有性能更好的新产品出现。所生产的聚烯烃产品范围不断拓宽,由通用材料向功能性材料转变。齐格勒-纳塔催化剂性能的不断提高,也促进了聚烯
34、烃生产技术的飞跃进展。20世纪90年头以来的一系列重大突破即负载型催化剂、聚合物形态限制以及为了改良产品性能的反应器合金技术,都证明传统的齐格勒-纳塔催化剂照旧存在超乎寻常的创新潜力,其运用和改良在今后相当长的时间内将接着占有主导地位,进展前景广袤。 文献 Cower, Jr. H. W.; Jorer, F. B. Three-component alkyl aluminum halide catalysts for olefin polymerization, US, 2969345 . 1961-01-24. Pino, P.; Mlhaupt, R. Stereospecific Po
35、lymerizaion of Propylene: An Outlook 25 Years after Its Discovery . Angew. Chem. Int. Ed. 2003, 19, 857-875. 洪定一. 塑料工业手册, 聚烯烃 . 北京: 化学工业出版社, 1999, 21 第三篇:化学动力学与催化课程总结 化学动力学与催化课程总结 化学动力学与催化中的化学反应动力学部分是物理化学探讨的领域之一。在物理化学这门课程的多个版本的教材中,都有对化学反应动力学或详或略的介绍。化学反应动力学探讨化学反应进行的条件对化学反应过程速率的影响、化学反应的历程和物质的结构与化学反应实力
36、之间的关系这三个方面的内容。 化学反应动力学基础包括经典反应动力学的基本定理,简洁级次反应,典型的困难反应和反应动力学的试验方法等方面的内容。 对于随便一个化学反应,我们描述其反应机理可用总包反应中的基元反应来表达。在基元反应动力学这部分中,我们分别学习了分子碰撞理论和过渡态理论这两种不同的描述形式。通过学习,我们由这两种形式得出共同共同的指数形式的结论。这说明,不管我们用哪种理论来描述基元反应过程,其最终的结果都是接近反应的真实形式,其间引入的条件不同,得到结论的接近程度也不相同。 由基元反应我们进一步学习了链反应这种在某种程度上可看似自发的连锁反应。不同的条件下链反应的变现形式也不尽相同,
37、在最基本的支链反应和支链反应为单元的骨架下,链反应可呈现多种多样的形式。链反应给我的最初印象犹如核聚变或蝴蝶效应。但是在一个看似简洁的化学反应中,通过不同的自由基确实定,分化出若干个具体的具体的化学反应,这个过程和结果还是特别好玩的。 由于参与化学反应的反应物和生成物的存在形式可能不同,在化学反应动力学中,又分为均相反应和非均相反应-即复相反应。均相反应分为气相反应和液相反应。相对来说,气相反应比较简洁,用碰撞理论和过渡态理论比较好说明。液相反应比较困难,对扩大的分析和动力学的分析用到了大量数学模型和假说。另外,液相离子反应相对液相分子反应考虑的物理因素更多,分析也更为繁琐。 复相反应是化学工
38、程工艺中接触较多的反应类型,也即实际生活中用到较多的反应类型。人们把其中的固-气界面反应和固-液界面反应称为外表反应。为了探讨外表反应,人们建立了以物理假说为基础的数学模型,并通过数学模型建立了多个等温式和探讨机理。试验说明,这些机理在某些条件下可很好的说明并计算外表反应,为人们分析、计算并意料外表反应供应了便利条件。 在催化部分,我们学习了不同的催化形式。其中酸碱催化和酶的催化对于我们以后的学习、工作尤为重要。酶是生命进化史上的一大奇迹,它的出现,使很多在常温常压下不行能的化学反应成为可能。似乎在示意我们,今后可以用仿生学原理,在化工材料的生产应用方面大有作为。 第四篇:催化剂 蛋黄 蛋壳
39、总结 活性组分在载体上的分布与限制 浸渍时溶解在溶剂中含活性组分的盐类溶质在载体外表的分布,与载体对溶质和溶剂的吸附性能有很大的关系。 Maatman 等曾提出活性组分在孔内吸附的动态平衡过程模型,如图1 所示。图中列举了可能出现的四种状况,为了简化起见,用一个孔内分布状况来说明。 浸渍时,假如活性组分在孔内的吸附速率快于它在孔内的扩大,则溶液在孔中向前渗透过程中,活性组分就被孔壁吸附,渗透至孔内部的液体就完全不含活性组分,这时活性组分主要吸附在孔口近处的孔壁上,见图1a。假如分别出过多的浸渍液,并马上快速枯燥,则活性组分只负载在颗粒孔口与颗粒外外表,分布明显是不均匀的。图1b是到达a的状态后
40、,立即分别出过多的浸渍液,但不马上进行枯燥,而是静置一段时间,这时孔中仍充溢液体,假如被吸附的活性组分,能以适当的速率进行解吸,则由于活性组分从孔壁上解吸下来,增大了孔中液体的浓度,活性组分从浓度较大的孔的前端扩大到浓度小的末端液体中去,使末端的孔壁上也能吸附上活性组分,这样活性组分通过脱附和扩大,而实现再支配,最终活性组分就均匀分布在孔的内壁上。图1c是让过多的浸渍液留在孔外,载体颗粒外面的溶液中的活性组分,通过扩大不断补充到孔中,直到到达平衡为止,这时吸附量将更多,而且在孔内呈均一分布。图1d说明,当活性组分浓度低,假如在到达均匀分布前,颗粒外面溶液中的活性组分已耗尽,则活性组分的分布仍可
41、能是不均匀的。 、快速吸附、静置、吸附、溶解平衡、过量活性组分、活性组分缺乏 对于贵金属负载型催化剂,由于贵金属含量低,要在大外表积上得到均匀分布,常在 浸渍液中除活性组非常,再加入适量的其次组分,载体在吸附活性组分的同时必吸附其次 组分,新加入的其次组分就称为竞争吸附剂,这种作用叫做竞争吸附。由于竞争吸附剂的 参与,载体外表一部分被竞争吸附剂所占据,另一部分吸附了活性组分,这就使少量的活 性组分不只是分布在颗粒的外部,也能渗透到颗粒的内部,竞争吸附剂加入适量,可使活 性组分到达均匀分布。常运用的竞争吸附剂有盐酸,硝酸,三氯乙酸,乙酸等。 此外,并不是全部的催化剂都要求孔内外均匀的负载。粒状载
42、体,活性组分在载体可 以形成各种不同的分布。以球形催化剂为例,有均匀,蛋壳,蛋黄和蛋白型等四种,如图 2 所示。 在上述四种类型中,蛋白型及蛋黄型都属于埋藏型可视为一种类型,所以事实上看作 只存在三种不同类型。原委选择何种类型,主要取决于催化反应的宏观动力学。当催化反 应由外扩大限制时,应以蛋壳型为宜,因为在这种状况下处于孔内部深处的活性组分对反 应已无效用,这对于节省活性组重量特别是贵金属更有意义。当催化反应由动力学限制时, 则以均匀型为好,因为这时催化剂的内外表可以利用,而确定量的活性组分分布在较大面 积上,可以得到高的分散度,增加了催化剂的热稳定性。当介质中含有毒物,而载体又能 吸附毒物
43、时,这时催化剂外层载体起到对毒物的过滤作用,为了延长催化剂的寿命,则应选择蛋白型,由于在这种状况下,活性组分处于外表层下呈埋藏型的分布,既可削减活性 组分的中毒,又可削减由于摩损而引起活性组分的剥落。 延长载体在活性组分和助剂溶液中的静置时间,有利于活性组分在载体上分布均匀。如-Alumina 负载Pt催化剂 假如溶质是快速吸附,且含量少,如贵金属催化剂,就需要接受竞争吸附制备方法。竞争吸附制备方法:在溶液中引入竞争吸附剂来限制活性组分在载体上的分布的方法。竞争吸附剂的参与,可使载体一部份外表被竞争吸附剂所占据,从而限制活性组份不只是分布在颗粒的外部,也能渗透到颗粒的内部。竞争吸附剂加入适量,
44、可使活性组份到达均匀分布。 第五篇:催扮装置开工工作总结 催 化 装 置 开 工 工 作 总 结 。有限公司一联合车间 2022年5月12日 80万吨年重油催化裂解制烯烃装置在开工当中,由于油浆固含量居高不下,为了防止设备磨损和堵塞管线,发生平安隐患事故,经厂探讨确定,于2022年4月11日第四次停工检修,2022年5月2日检修完成,历时21天。2022年5月2日接到上级指令:要求在2022年5月3日开工。为此,催扮装置制定了开工方案、开工时间支配运行表和两器升温曲线图。 2022年5月3日早8:00时,联系调度室引工业风进装置,对反-再系统各松动点通过风、汽联通线窜入工业风进行吹扫,各进料喷
45、嘴雾化蒸汽通入工业风进行爱惜,同时联系仪表对两器各引压点给上反吹风;分馏系统各重油管线起先吹扫蒸塔,塔顶放空、塔底排凝。联系调度室向罐区吹扫冷渣油线,并从罐区收汽油补顶循环系统、柴油补中段循环系统。 5月3日早8点10分,由生产调度联系设备科、电气、仪表等各相关部门8点50分到主控室,准备启备用主风机。9点零6分,经各科室检查确认开机无误,并在会签表上签字确认,启动备用主风机,运行30分钟后,备用主风机各部温度、压力、振动及轴位移均正常。9点36分并主风进入两器起先吹扫,10点35分,两器吹扫完毕。10点40分将主风切出两器,有机修将轻、重油气管线进分馏塔前加盲板;11点55分,重新将主风并入两器,起先升压试密,当两器升压至0.18MPa时,觉察轻油气管线盲板处泄露,经紧固无效后,只得将主风被迫切出,重新更换盲板垫片。13点50分,再次将主风并入两器重新试密,15时试密完成,没用觉察漏点。反应岗位将炉前液化气盲板撤除,引液化气至炉前。16时降主风量和再生器压力起先点炉101,点着后两器起先依据升温曲线升温。5月4日凌晨4点30分,两器起先350恒温并协作机修对两器人孔进行热紧。10时两器起先再次升温,11点50分,炉101切换油火;分馏系统引渣油进行塔外循环,由于沉降器的焦炭没有彻底清理洁净,22点30分沉降器温度到达470,车间在升温过程中重视不够又加上反应主