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鞍山活性氧化铝作催化载体的原理及应用过程

文章出处:未知 编辑:小五 人气: 时间:2018-08-25 10:44
辽宁鞍山活性氧化铝作为催化载体的原理及应用过程如下先容:
根据有效碰撞理论,分子间的有效碰撞是化学反应的条件,只有活化的分子,原子或离子才能有效碰撞。因此,在化学反应发生之前,反应物需要从普通分子(原子)吸取能量。 ,离子)被转换成活化分子(原子,离子),这种能量称为活化能。正催化剂可以大大降低反应的活化能,因此一些原本需要强烈条件(如高温,高压等)的反应可以在较温和的条件下发生,从而大大加快了反应速度。负催化剂可以通过增加反应的活化使反应更难以发生,降低反应速率。
在催化反应期间,至少一种反应物分子必须与催化剂进行某种形式的化学反应。由于催化剂的介入,化学反应改变了导电途径,新的反应途径需要较少的活化能,这就是催化可以提高化学反应速率的原因。例如,化学反应A + B-→AB,所需的活化能为E,并且在催化剂C的参与下,反应按以下两个步骤进行:
A +C─→AC,所需的活化能为E1。AC +B─→AB + C,所需的活化能为E2。
E1和E2均小于E(见图)。催化剂C仅暂时干预化学反应,反应完成后,催化剂C再生。
根据Arrhenius方程k = Ae-E / RT(其中k是温度T下的反应速率常数; A是前因子,也称为Arrhenius常数,单位与k相同; R是气体常数,kJ / mol·K; T是热力学温度,K; E是活化能,kJ / mol),由反应速率常数k表示的反应速率主要由反应的活化能E决定。在ΔE,反应速率增加e-ΔE/ RT倍。催化反应通常将活化能降低约41.82kJ / mol。如果反应在300K下进行,则反应速率可提高约1.7×10倍。催化剂如何与反应物分子相互作用与催化剂的性质和反应物分子本身有关。实验表明,有机化合物的酸催化反应一般通过正碳离子机理进行;碱催化的反应由阴离子如OH,RO,RCOO催化,例如:
CH3COOC2H5 + OH→CH3 COOH + C2H5O
C2H5O + H 2 O→C2H5OH + OH
过渡金属化合物催化剂在均相催化反应中的作用是复杂催化作用;醇盐催化的丁二烯聚合通过自由基机理进行,例如:
C4H6 +NaR─→·R·+ C4H6Na·
C4H6Na·+ nC4H6-→Na(C4H6)n + 1 1催化活性:催化剂参与化学反应,降低化学反应的活化能,大大加快化学反应速度。这表明催化剂具有催化活性。催化反应速率是催化剂活性大小的量度。活性是评估催化剂质量的最重要指标。 2选择性:催化剂对某种反应只有显着的加速作用,对其他反应几乎没有或没有加速作用。该性质是催化剂选择性。催化剂的选择性决定了催化的方向性。通过选择不同的催化剂可以控制或改变化学反应的方向。 3寿命或稳定性:催化剂的稳定性以寿命表示。它包括热稳定性,机械稳定性和抗毒性。
助催化剂本身没有催化活性,但加入了之后(添加量通常小于催化剂量的10%)可以显着提高催化剂的活性,选择性和稳定性。工业催化剂通常需要添加几种促进剂以实现催化剂的所需活性,选择性和寿命。例如,用于在铁 - 氧化铝 - 氧化钾中合成氨,氧化铝和氧化钾的双促进催化剂是助催化剂。
抑制剂催化剂中含有的物质,会降低催化剂的活性。在大多数情况下,在催化剂制备过程中不可避免地会被原料引入。在催化反应过程中,由反应物引入的抑制剂称为催化毒物。
催化剂载体用于支撑催化剂的固体材料。通过将催化剂组分分散在载体上制备的催化剂称为负载型催化剂。常用的催化剂载体是活性炭,硅藻土,活性氧化铝,硅胶和分子筛。对载体的要求是高机械强度,热稳定性和化学稳定性。尽管载体不具有催化活性,但它可以与催化剂发生化学反应,并且载体也改变催化剂的表面性质。因此,选择合适的载体还可以改善催化剂的活性,选择性和寿命。
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