应用催化——绪论.ppt

应用催化AppliedCatalysis绪论在能源、农业（光合作用等）、生命科学、医药等领域均有催化剂的作用和贡献。研究催化剂及其催化过程的难题：要完全弄清楚催化作用的化学本质，需要已学过的一些基础课程：《量子化学》、《配位场理论》、《统计热力学》等二、催化科学和技术发展简介1894年，德国化学家W.Ostwald(1853~1932)认为：催化剂是一种可以改变一个化学反应速度而又不存在与产物中的物质。在1940~1950年代，大宗化工产品主要由煤，通过电石制得的乙炔制成，这时，最引人注意的催化剂是过渡金属IB（铜）、IIB（汞、锌）的配合物。第二次世界大战后，石油化工获得了迅猛发展。这时，VIII族元素的铂、钯、钴、镍和钛对烯烃、二烯烃的活化起着重要的作用。上世纪70年代初期，由于能源危机的关系，化学工业又转向以煤为原料的C1化学，这里CO（一氧化碳）通过VIII族元素的铑、钌等的活化作用引起了普遍的注意。在已开发的实用催化剂中，以下四类催化剂最具特色：A.配合物催化剂：烯烃低压氢甲酰化的Wilkinson催化剂(均相Rh作用催化剂)氢甲酰反应的主要应用是由丙烯合成叔丁醛：K.Ziegler和G.Natta以及G.Wilkinson由于发明了上述催化剂，分别获得了1963年和1973年度的诺贝尔化学奖。配位聚合催化剂的典型代表是Ziegler-Natta催化剂。Ziegler-Natta型催化剂是由烷基铝—氯化钛组成的[例如，Al(C2H5)3-TiCl3]。此类催化剂的出现使得控制聚合物的线性和立体规整性成为可能。a、各种酸性白土，由多种金属氧化物制得的结构上一定的复合氧化物:如尖晶石(AB2O4)型的ZnAl2O4,Fe3O4,Co3O4;钙钛矿(ABO3)型的CaTiO3,LaCoO3,CaxLa1-xMnO3等金属是最先用于生产的催化剂。但是，目前已只有少数几个工业还是用纯金属网（例如，用于氨氧化的铂网），金属粉（例如，由于加氢的Raney镍）和金属粒（例如，用于氨合成的焙铁催化剂）。绝大多数工业上所用金属催化剂属于过渡金属负载型催化剂。如：用于乙烯氧化制环氧乙烷的银-浮石催化剂。石油重整催化剂：Pt/Al2O3。Co+H2合成中的Cu-ZnO-Al2O3,Co(Ni,Fe)-ThO2-硅藻土催化剂。加氢用的Pd(Ni,Pt)-Al2O3(SiO2)催化剂等等。2．催化理论的发展简史第二阶段（1950~1970）：这种模型把化学反应中分子之间的作用—电子交换过程和决定半导体电学性质的电子传递过程等同起来；第三阶段（1970~今）：酶是以“大”分子的形式作为催化剂参与反应的。酶的活性中心，在简单酶中为多肽链上的氨基酸残基，在生理过程中是水解反应的催化剂，如蛋白酶、脂肪酶等；在结合酶中为辅酶或辅基，在生理过程中是氧化还原反应的催化剂，如脱氢酶、氧化酶、各种细胞色素等；在反应过程中，多肽链对反应分子其定位的作用，活性中心起催化作用；每个生理过程中的酶链，由一定数量的若干酶所组成，每种酶只司一种职能，反应按步进行，有条不紊。活性中心挂在多肽链上（锚定），构型不同于固体催化剂的，后者呈吸附性。三、研究工具和实验方法的进步四、有关催化作用的资料b.重要杂志（基础研究）1.JournalofCatalysis,Vol.1--86,1962--1984.2.AppliedCatalysis,Vol.1--11,1981--1984.3.JournaloftheResearchInstituteforCatalysis,HokkaidoUniversity,Vol.1-31,1953-1983.4.JournalofMolecularCatalysis,Vol.1-25,1974-1984.5.ReactionKineticsandCatalysisLetter,Vol.1-25，1974-1984.6.JournaloftheChemicalSociiety,FaradayTrans.Vol.68-80,1972-1980.7.JournalofSolidStateChemistry,Vol.1-52,1969-1984.8.JournalofInorganicBiochemistry,Vol.1-21,1974-1984.9.OxidationCommunications,Vol.1-6,1980-1984.10.SurfaceSciences,Vol.1-1'10,1964-1984.c.重要杂志（催化工艺）1.ChemTech,Vol.1--14，1971—1984．2.Ind.andEng.Chem.Prod.Res.andDev.Vol.1—23,1962--1984．3.HydrocarbonProcessing，Vol