催化劑的種類有哪些?
作者:化工綜合網(wǎng)發(fā)布時間:2022-04-17分類:催化劑及助劑瀏覽:3825
催化劑的種類有:
1、按狀態(tài),可分為液體催化劑和固體催化劑。
2、按反應(yīng)體系的相態(tài),分為均相催化劑和多相催化劑,均相催化劑有酸、堿、可溶性過渡金屬化合物和過氧化物催化劑。
多相催化劑有固體酸催化劑、有機堿催化劑、金屬催化劑、金屬氧化物催化劑、絡(luò)合物催化劑、稀土催化劑、分子篩催化劑、生物催化劑、納米催化劑等。
3、按照反應(yīng)類型,又分為聚合、縮聚、酯化、縮醛化、加氫、脫氫、氧化、還原、烷基化、異構(gòu)化等催化劑。
4、按照作用大小,還分為主催化劑和助催化劑。
催化劑的用途:
催化劑在化工生產(chǎn)中具有重要而廣泛的應(yīng)用,生產(chǎn)化肥、農(nóng)藥、多種化工原料等都要使用催化劑。
催化劑在全球各行各業(yè)廣泛使用,未來無論在催化劑的科學(xué)理論研究、清潔能源的開發(fā)與利用,環(huán)境保護(hù)與提高經(jīng)濟(jì)效益以及人類生存環(huán)境的治理與保護(hù)都有極大的發(fā)展前景。
簡言之,人類的生存發(fā)展,吃穿住行離不開催化劑及其發(fā)展。
什么叫做固體堿?固體堿的分類有哪些
固體酸堿催化劑(一)固體酸堿的分類固體酸:具體定義是:能夠給出質(zhì)子或者接受電子對的固體謂之固體酸.固體堿:能夠接受質(zhì)子或者給出電子對的固體謂之固體堿.給出質(zhì)子時叫質(zhì)子酸(B酸),接受質(zhì)子時叫質(zhì)子堿(B堿);如:接受電子對時叫非質(zhì)子酸(L酸),給出電子對時叫非質(zhì)子堿(L堿),如:Cl3Al+∶NR3→Cl3Al∶R3NL酸 L堿 絡(luò)合物(二)固體表面的酸、堿性質(zhì)1、酸強度的概念,是指給出質(zhì)子的能力(B酸強度)或接受電子對的能力(L酸強度).對于固體酸來說,因為其表面上物種的活度系數(shù)是未知的,通常都是用酸強度函數(shù)H0表示.H0也稱為Hammett函數(shù).則酸強度函數(shù)H0可表示:H0=pKa+1g(a/[BH+]a)若轉(zhuǎn)變是借助于吸附堿的電子對移向固體酸表面,即:[A]s+[∶B]a→[A∶B]則H0可表示:H0=pKa+1g([∶B]a/[A∶B])H0越小酸強度越強;H0越大酸越弱.2、固體堿的強度,定義為表面吸附的酸轉(zhuǎn)變?yōu)楣曹棄A的能力,也定義為表面給出電子對于吸附酸的能力.3、固體超強酸和固體超強堿故固體酸強度H0<-11.9者謂之固體超酸或稱超強酸(100%硫酸的酸強度H0為-11.9).固體超強堿是指它的堿強度用堿強度函數(shù)H―表示高于+26者.(三)固體酸堿的催化作用這類催化反應(yīng)有如下特點:1.酸位的性質(zhì)與催化作用的關(guān)系不同反應(yīng)類型,要求酸催化劑的酸位性質(zhì)和強度也不同.大多數(shù)的酸催化反應(yīng)是在B酸位上進(jìn)行,單獨的L酸位不顯活性,存在協(xié)同效應(yīng).2.酸強度與催化活性和選擇性的關(guān)系3.酸量(酸濃度)與催化活性的關(guān)系催化活性與酸量之間存在線性或非線性關(guān)系.二、分之篩催化劑分子篩是一種具有均勻的孔隙結(jié)構(gòu)的結(jié)晶型硅鋁酸鹽,又稱沸石.天然存在的常稱沸石,人工合成的稱為分子篩.化學(xué)組成為Mx/n〔(AIO2)x.(SiO2)y〕.ZH2O(一)分子篩的結(jié)構(gòu)構(gòu)型分成四個方面、三種不同的結(jié)構(gòu)層次.1、第一結(jié)構(gòu)層次 基本結(jié)構(gòu)單元:硅氧四面體(SiO4)和鋁氧四面體(AIO4),如圖7-6a圖7-6(a)硅(鋁)氧四面體示意圖 (b)大小不同的氧環(huán)以及孔窗氧環(huán)與不同分子篩結(jié)構(gòu)對應(yīng)關(guān)系2、第二結(jié)構(gòu)層次 氧環(huán):相鄰的四面體由氧橋連接成環(huán),如圖7-6b.環(huán)是分子篩的通道孔口,對通過的分子起篩分作用.3、第三結(jié)構(gòu)層次 ---- 氧環(huán)通過氧橋連接形成三維空間的多面體,如圖7-7.在此多面體結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上,形成中空的籠即孔穴,不同結(jié)構(gòu)的籠再通過氧橋相互連接形成不同結(jié)構(gòu)的分子篩,如A型、X型、Y型及絲光沸石型等圖7-7(a)各種多面體結(jié)構(gòu) (b)單氧環(huán)與雙氧與多面體的關(guān)聯(lián)絲光沸石型分子篩的結(jié)構(gòu)構(gòu)型圖7-8(a) 雙五元環(huán) (b)絲光沸石的結(jié)構(gòu)單元 (c)絲光沸石層狀結(jié)構(gòu) (d)主通道(二)分子篩催化劑的催化性能分子篩催化劑的催化性能具有催化活性、選擇性、和操作穩(wěn)定性,同時具有獨特的擇形催化性質(zhì)擇形催化性質(zhì):分子篩催化反應(yīng)的選擇性取決于分子與孔徑的大小,這種選擇性稱之為擇形催化,擇形催化可分為四種不同形式:1、 反應(yīng)物擇形催化:反應(yīng)物分子直徑小于分子篩催化劑孔腔內(nèi)徑的物質(zhì)才能在催化劑活性部位進(jìn)行催化反應(yīng).2、 產(chǎn)物擇形催化:生成產(chǎn)物分子太大,難于從催化劑孔腔內(nèi)脫附成為可觀測到的產(chǎn)物,即形成對產(chǎn)物的擇形選擇性.3、 過渡狀態(tài)限制的擇形催化:有些催化反應(yīng),反應(yīng)物分子生成產(chǎn)物時首先形成過渡狀態(tài),這種過渡狀態(tài)物質(zhì)形成,將受到分子篩孔腔大小限制,即只有小于孔腔內(nèi)徑的過渡態(tài)才能進(jìn)行催化反應(yīng),不受這種限制.4、 分子交通控制的擇形催化:反應(yīng)物分子和產(chǎn)物分子可通過不同形狀和大小的孔腔通道各自進(jìn)入或擴(kuò)散,進(jìn)行催化反應(yīng),稱之分子交通控制擇形催化.
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