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1.3 催化剂的定义、分类和命名 定义1：又叫触媒，IUPAC于1981年定义，催化剂是一种物质，它能够改变反应的速率而不改变该反应的标准Gibbs自由焓变化。这种作用称为催化作用。涉及催化剂的反应为催化反应。 定义2：在化学反应里能改变其他物质的化学反应速率，而本身的质量和化学性质在反应前后都没有发生变化的物质叫做催化剂。 催化剂是参与反应的，其物理性质有可能改变.可加速反应速率的称为正催化剂.。目前化工生产和石油炼制中，90%以上的反应要用到催化剂。可加速反应速率的称为正催化剂。可降低反应速率的称为阻化剂或负催化剂。塑料和橡胶中的防老剂、金属防腐用的缓蚀剂和汽油燃烧中的防爆震剂等都是阻化剂。 工业催化剂：特指具有工业生产实际意义的催化剂。必须具有能满足工业生产所要求的活性、选择性、耐热波动耐毒物的稳定性、耐磨蚀性、抗冲击强度和抗压碎强度、良好的导热性能、容易再生等。 催化剂的分类：5-6 按元素及化合态：金属催化剂：Fe、Co、Ni、Pt等、氧化物或硫化物催化剂，酸、碱、盐催化剂、金属有机化合物 按来源：非生物催化剂（天然矿物、合成产物）、生物催化剂 按催化单元反应：氧化催化剂、加/脱氢催化剂、聚合催化剂 按工业类型：石油炼制催化剂、无机化工（化肥工业）催化剂、有机化工（石油化工）催化剂 环境保护催化剂、其他催化剂 1.3.1 金属、合金 功能：加氢、脱氢、氢解、（氧化） 1. 负载型：⑴低负载型的催化剂，负载量：0.3%~0.5%例如：Pt/Al2O3、Ru/SiO2、Pt-Re/ Al2O3、Ni-Cu/ Al2O3一般均为贵重金属催化剂 ⑵高负载型的催化剂：活性组分载入量：40％~70％，例如：Ni/Al2O3、Co/Al2O3 功能：加氢、脱氢、氢解、（氧化） 2. 多孔型(不需要载体)例如：Raney Ni、Co、Cu….形状类似海绵，用于油脂加氢 3. 整体型网型：Ag网、Pt网，用于氨氧化反应。 4、合金 ⑴合金催化剂的重要性及其分类 I：第八族+第一副族用于烃的氢解、加氢、脱氢 例如:Ni-Cu，Pd-Au II：第一副族+第一副族用于改善部分氧化反应的选择性 例如:Ag-Au，Cu-Au Ⅲ：第八族+第八族用于增加催化剂活性的稳定性 例如:Pt-Ir，Pt-Fe (2)合金催化剂的催化特征 协同效应(Synergetic Effect) ?金属催化剂对反应的选择性，可通过合金加以调变。例如：Pt-Ir比Pt催化剂的稳定性大为提高 ?合金的类樱桃模型合金的微晶由其组成不同于体相的薄的表面层所包封。表面富集的是合金中升华热低(表面自由能低)的组分。例如：Ni-Cu，Cu在表面富集。 1.3.2 金属氧化物 功能：烃类的选择性氧化、脱氢、脱硫、脱水 1. 单一活性组分，如：Al2O3、Cr2O3、V2O5、ZnO 2. 多组分的金属氧化物催化剂。例如：SiO2-Al2O3 协同组分催化剂 3.复合氧化物例如：BaTiO3、CuCr2O4、Bi2Mo6 ⑴ 尖晶石结构。常用作氧化和脱氢过程，结构式为AB2O4 ⑵ 钙钛矿结构(O是非化学计量) 1.3.3酸式催化剂 第一本书 42页 功能：催化裂化、聚合、异构化、歧化、烷基化、聚合、水合、水解等 工业上应用的酸催化剂多数是固体酸，常见的有硅酸铝、氧化物、分子筛，金属盐类、酸性离子交换树脂等。 Br?nsted和Lewis酸碱的定义：第一本书42页 固体酸中心类型 第43页。 研究NH3和吡啶等碱性物质在固体表面上吸附的红外光谱可以作出这种区分。 NH3在固体表面上吸附的红外光谱 51页 NH3吸附在L酸中心时，是用氮的孤对电子配位到L酸中心上，其红外光谱类似于金属离子同NH3的配位络合物，吸附峰在3300cm-1及1640cm-1（H-N-H变形振动谱带）处；NH3吸附在B酸中心上，接受质子形成NH4＋，吸收峰在3120cm-1，及l450cm-1处（H-N的变形振动谱带）。固体酸中心类型吡啶做探针的红外光谱法，是广泛采用的方法。吡啶吸附在B酸中心上形成吡啶离子，其红外特征吸收峰之一在l 540 cm-1处。吡啶吸附在L酸中心上形成配位络合物，特征吸收峰在1447~1460 cm -1处。 酸中心的酸强度及其测定 48页 或第二本书59页 用碱性气体从固体酸脱附的活化能，脱附温度，碱性指示剂与固体酸作用的颜色等都可以表示酸的强度。通常用酸强度函数H0表示固体酸强度，H0也称为Hammett函数。 气态碱吸附法。用于吸附的气态碱有NH3、吡啶、正丁胺等，比较更好的是三乙胺。 程序升温脱附法(TPD法) 、酸量的测定较常用的方法：指示剂法、TPD法和量热法等。 指示剂法:又称非水溶液正丁胺法。此法是在指示剂存在下，以正丁胺滴定悬浮在苯溶液中