催化原理催化原理催化原理1.1催化科学和技术的发展历史1.11．催化剂的发展历程1.12．催化理论的发展过程1.13．催化原理的有关资料1.14．催化研究进展对工艺的影响1.2催化作用的化学本质1.3催化研究中的方法论1.1催化科学和技术的发展历史一.概念催化剂：是一种能改变热力学上允许的化学反应的速度，而在化学反应过程中不被明显消耗的物质。其中使反应速度加快---正催化过程减慢-----负催化二.了解催化剂的发展历史1746年催化剂用于工业的开端：铝室法生产硫酸NOx1875年真正具有工业意义的催化过程:在工业上实现接触法生产硫酸Pt–cat.德国Winkler(BASF)andKnietsch1913年左右：N2+H2=NH3cat.FeHaber(1919),Bosch(1931)NH3+O2=NO---HNO3PtOstwald（1909）德国SO2+O2=SO3---H2SO4V2O5Bodenstein为大量生产HNO3H2SO4奠定了基础,它们正是生产炸药,化肥的基础原料。正是这时，发生了由德国发起的第一次世界大战。1923年CO+H2=CH3OH(ZnO-CuO)BASF1926年nCO+(n+m/2)H2=CnHm+nH2OFischerandTropsch(F-TSynthese)--1934年Ruhr建成,奠定了用煤合成液体燃料的基础，(引发了由希特勒发动的二次世界大战)。40年代催化裂化C16H34=C8H16+C8H18(Si-Al)催化加氢裂化催化重整C6H12=C6H6+3H2(Pt-Re)得到发展,首先是英美掌握,它为石油的二次加工提供了基础;不仅提高汽油的ON值,而且增加汽油的产量.50年代CH2=CH2到-(CH2-CH2)n[TiCl4-Al(C2H5)3]Ziegler-NattaCH2=CH2+O2=CH3CHO(Pd/Cu)Wacker-Schmidtand丙烯CH2=CH2-CH3聚合生成聚丙烯CH2=CH2-CH3+NH3+O2=CH2=CH2CNBi-Mo-O原料乙烯、丙烯可从石油裂解而得,产品聚乙烯、聚丙烯是制取三大合成材料：塑料橡胶纤维的原料,因此,上述催化剂的开发成功,为石油化学工业、高分子工业的发展奠定了基础。70年代这就为石油危机以后，用煤或天然气作原料，合成燃料油提供了较廉价的途径。从上可知，近代无机、有机化工的发展过程就是催化剂的研究和开发历程。无机化工的合成NH3HNO3H2SO4石油化工的催化重整、催化裂化。有机化工的甲醇、三烯、三大合成材料的生产均与催化剂有关。因此，没有催化剂，就不可能有近代的化学工业。三.Cat的工业应用和生产状况前面我们从历史发展的角度回顾了Cat开发的历史过程，那么到现在，随着Cat产量和品种的不断增加，目前使用Cat化工生产占全部化学工业的80%以上。例如：刚才我们讲过，合成氨这么一个简单的反应，在工业上要生产出产品，不仅用了合成氨的一个催化剂。而是前后用了7个以上的Cat。这是因为N2、H2都不是现成的原料，都需要从其它的自然界存在的原料加工而来，N2空气中，除氧，H2可从煤、石油、天然气中。由上面可知,生产氨要用7种以上催化剂,每种又有许多不同的型号.如HDS用Co-Mo:美国G31AG31BG51B英国ICI41-3,ICI41-41.11．催化剂的发展历程1.12．催化理论的发展过程1.12．催化理论的发展过程1.12．催化理论的发展过程1.12．催化理论的发展过程1.12．催化理论的发展过程1.1.3．催化原理的有关资料国内:全国催化学术会议,12(2004);北京，2006，兰州全国青年催化学术会议;催化剂制备参考书:1：催化化学吴越科学出版社[上下]2000{教材}2：催化化学导论韩维屏科学出版社,20033：石油化工催化作用导论孙桂大闫富山主编中国石化出版社20004:工业催化原理李玉敏天津大学出版社20005:催化作用基础李荣生等，科学出版社,1990,20056:催化作用原理陈茂涛佛明义西北大学出版社,19907:催化剂与催化作用王桂茹大连理工大学出版社2004科学进步—cat.活性提高和寿命的延长---降低反应温度,压力和缩短流程(工艺上)----降低成本,提高效率PBi9Mo12O52:460-490oC,60%P-Mo-Bi-Fe-Co-Ni-K/SiO2(C-41):430oCNi,Co抑制副反应,K2O减少强酸中心数目,使收率提高到72%,后来日本开发了Sb-Fe-V-Mo-W,收率可达到75%.ZnO-Cr2O3,250atm,350oCCu-ZnO-Al2O3,50-10