誰(shuí)能幫我找一些關(guān)于催化劑的內(nèi)容?。考保?!
作者:訪客發(fā)布時(shí)間:2021-07-16分類:催化劑及助劑瀏覽:105
又叫觸媒。根據(jù)國(guó)際純粹與應(yīng)用化學(xué)聯(lián)合會(huì)(IUPAC)于1981年提出的定義,催化劑是一種物質(zhì),它能夠改變反應(yīng)的速率而不改變?cè)摲磻?yīng)的標(biāo)準(zhǔn)Gibbs自由焓變化。這種作用稱為催化作用。涉及催化劑的反應(yīng)為催化反應(yīng)。
催化劑催化劑(catalyst)會(huì)誘導(dǎo)化學(xué)反應(yīng)發(fā)生改變,而使化學(xué)反應(yīng)變快或減慢或者在較低的溫度環(huán)境下進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)。催化劑在工業(yè)上也稱為觸媒。
催化劑自身的組成、化學(xué)性質(zhì)和質(zhì)量在反應(yīng)前后不發(fā)生變化;它和反應(yīng)體系的關(guān)系就像鎖與鑰匙的關(guān)系一樣,具有高度的選擇性(或?qū)R恍裕?。一種催化劑并非對(duì)所有的化學(xué)反應(yīng)都有催化作用,例如二氧化錳在氯酸鉀受熱分解中起催化作用,對(duì)其他的化學(xué)反應(yīng)就不一定有催化作用。某些化學(xué)反應(yīng)并非只有唯一的催化劑,例如氯酸鉀受熱分解中能起催化作用的還有氧化鎂、氧化鐵和氧化銅等等。
初中書上定義:在化學(xué)反應(yīng)里能改變其他物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)速率,而本身的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)在反應(yīng)前后都沒有發(fā)生變化的物質(zhì)叫做催化劑,又叫觸媒。催化劑在化學(xué)反應(yīng)中所起的作用叫催化作用。
催化劑的原理及用途
在化工生產(chǎn)、科學(xué)家實(shí)驗(yàn)和生命活動(dòng)中,催化劑都大顯身手。例如,硫酸生產(chǎn)中要用五氧化二釩作催化劑。由氮?dú)飧鷼錃夂铣砂睔猓靡澡F為主得多分組催化劑,提高反應(yīng)速率。在煉油廠,催化劑更是少不了,選用不同的催化劑,就可以得到不同品質(zhì)的汽油、煤油。汽車尾氣中含有害的一氧化碳和一氧化氮,利用鉑等金屬作催化劑可以迅速將二者轉(zhuǎn)化為無(wú)害的二氧化碳和氮?dú)?。酶是植物、?dòng)物和微生物產(chǎn)生的具有催化能力的蛋白質(zhì),神物體的化學(xué)反應(yīng)幾乎都在酶的催化作用下進(jìn)行,釀造業(yè)、制藥業(yè)等都要用催作催化劑。
我們可在波茲曼分布(Boltzmann distribution)與能量關(guān)系圖(energy profile diagram)中觀察到,催化劑可使化學(xué)反應(yīng)物在不改變的情形下,經(jīng)由只需較少活化能(activation energy)的路徑來進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)。而通常在這種能量下,分子不是無(wú)法完成化學(xué)反應(yīng),不然就是需要較長(zhǎng)時(shí)間來完成化學(xué)反應(yīng)。但在有催化劑的環(huán)境下,分子只需較少的能量即可完成化學(xué)反應(yīng)。
催化劑有三種類型,它們是:均相催化劑、多相催化劑和生物催化劑。
均相催化劑和它們催化的反應(yīng)物處于同一種物態(tài)(固態(tài)、液態(tài)、或者氣態(tài))。例如:如果反應(yīng)物是氣體,那么催化劑也會(huì)是一種氣體。笑氣(一氧化二氮)是一種惰性氣體,被用來作為麻醉劑。然而,當(dāng)它與氯氣和日光發(fā)生反應(yīng)時(shí),就會(huì)分解成氮?dú)夂脱鯕?。這時(shí),氯氣就是一種均相催化劑,它把本來很穩(wěn)定的笑氣分解成了組成元素所組成的物質(zhì)。
鎳催化劑
多相催化劑又稱非均相催化劑呈現(xiàn)在不同相(Phase)的反應(yīng)中,即和它們催化的反應(yīng)物處于不同的狀態(tài)。例如:在生產(chǎn)人造黃油時(shí),通過固態(tài)鎳(催化劑),能夠把不飽和的植物油和氫氣轉(zhuǎn)變成飽和的脂肪。固態(tài)鎳是一種多相催化劑,被它催化的反應(yīng)物則是液態(tài)(植物油)和氣態(tài)(氫氣)。一個(gè)簡(jiǎn)易的非均相催化反應(yīng)包含了反應(yīng)物(或zh-ch:底物;zh-tw:受質(zhì))吸附在催化劑的表面,反應(yīng)物內(nèi)的鍵因十分的脆弱而導(dǎo)致新的鍵產(chǎn)生,但又因產(chǎn)物與催化劑間的鍵并不牢固,而使產(chǎn)物出現(xiàn)。目前已知許多表反應(yīng)發(fā)生吸附反應(yīng)的不同可能性的結(jié)構(gòu)位置。
酶是生物催化劑,是植物、動(dòng)物和微生物產(chǎn)生的具有催化能力的蛋白質(zhì),舊稱酵素。生物體的化學(xué)反應(yīng)幾乎都在酶的催化作用下進(jìn)行。酶的催化作用同樣具有選擇性。例如,淀粉酶催化淀粉水解為糊精和麥芽糖,蛋白酶催化蛋白質(zhì)水解成肽等?;畹纳矬w利用它們來加速體內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)。如果沒有酶,生物體內(nèi)的許多化學(xué)反應(yīng)就會(huì)進(jìn)行得很慢,難以維持生命。大約在37℃的溫度中(人體的溫度),酶的工作狀態(tài)是最佳的。如果溫度高于50℃或60℃,酶就會(huì)被破壞掉而不能再發(fā)生作用。因此,利用酶來分解衣物上的污漬的生物洗滌劑,在低溫下使用最有效。酶在生理學(xué)、醫(yī)學(xué)、農(nóng)業(yè)、工業(yè)等方面,都有重大意義。目前,酶制劑的應(yīng)用日益廣泛。
人們利用催化劑,可以提高化學(xué)反應(yīng)的速度,這被稱為催化反應(yīng)。大多數(shù)催化劑都只能加速某一種化學(xué)反應(yīng),或者某一類化學(xué)反應(yīng),而不能被用來加速所有的化學(xué)反應(yīng)。催化劑并不會(huì)在化學(xué)反應(yīng)中被消耗掉。不管是反應(yīng)前還是反應(yīng)后,它們都能夠從反應(yīng)物中被分離出來。不過,它們有可能會(huì)在反應(yīng)的某一個(gè)階段中被消耗,然后在整個(gè)反應(yīng)結(jié)束之前又重新產(chǎn)生。
使化學(xué)反應(yīng)加快的催化劑,叫做正催化劑;使化學(xué)反應(yīng)減慢的催化劑,叫做負(fù)催化劑。例如,酯和多糖的水解,常用無(wú)機(jī)酸作正催化劑;二氧化硫氧化為三氧化硫,常用五氧化二釩作正催化劑,這種催化劑是固體,反應(yīng)物為氣體,形成多相的催化作用,因此,五氧化二釩也叫做觸媒或接觸劑;食用油脂里加入0.01%~0.02%沒食子酸正丙酯,就可以有效地防止酸敗,在這里,沒食子酸正丙酯是一種負(fù)催化劑(也叫做緩化劑或抑制劑)。
目前,對(duì)催化劑的作用還沒有完全弄清楚。在大多數(shù)情況下,人們認(rèn)為催化劑本身和反應(yīng)物一起參加了化學(xué)反應(yīng),降低了反應(yīng)所需要的活化能。有些催化反應(yīng)是由于形成了很容易分解的“中間產(chǎn)物”,分解時(shí)催化劑恢復(fù)了原來的化學(xué)組成,原反應(yīng)物就變成了生成物。有些催化反應(yīng)是由于吸附作用,吸附作用僅能在催化劑表面最活潑的區(qū)域(叫做活性中心)進(jìn)行?;钚灾行牡膮^(qū)域越大或越多,催化劑的活性就越強(qiáng)。反應(yīng)物里如有雜質(zhì),可能使催化劑的活性減弱或失去,這種現(xiàn)象叫做催化劑的中毒。
催化劑對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響非常大,有的催化劑可以使化學(xué)反應(yīng)速率加快到幾百萬(wàn)倍以上。催化劑一般具有選擇性,它僅能使某一反應(yīng)或某一類型的反應(yīng)加速進(jìn)行。例如,加熱時(shí),甲酸發(fā)生分解反應(yīng),一半進(jìn)行脫水,一半進(jìn)行脫氫:
HCOOH=H2O+CO
HCOOH=H2+CO2
如果用固體Al2O3作催化劑,則只有脫水反應(yīng)發(fā)生;如果用固體ZnO作催化劑,則脫氫反應(yīng)單獨(dú)進(jìn)行。這種現(xiàn)象說明,不同性質(zhì)的催化劑只能各自加速特定類型的化學(xué)反應(yīng)過程。因此,我們利用催化劑的選擇性,可使化學(xué)反應(yīng)主要向某一方向進(jìn)行。
在催化反應(yīng)里,人們往往加入催化劑以外的另一物質(zhì),以增強(qiáng)催化劑的催化作用,這種物質(zhì)叫做助催化劑。助催化劑在化學(xué)工業(yè)上極為重要。例如,在合成氨的鐵催化劑里加入少量的鋁和鉀的氧化物作為助催化劑,可以大大提高催化劑的催化作用。
鈀催化劑被廣泛應(yīng)用于工業(yè)
催化劑在現(xiàn)代化學(xué)工業(yè)中占有極其重要的地位,現(xiàn)在幾乎有半數(shù)以上的化工產(chǎn)品,在生產(chǎn)過程里都采用催化劑。例如,合成氨生產(chǎn)采用鐵催化劑,硫酸生產(chǎn)采用釩催化劑,乙烯的聚合以及用丁二烯制橡膠等三大合成材料的生產(chǎn)中,都采用不同的催化劑。據(jù)統(tǒng)計(jì),約有80%~85%的化工生產(chǎn)過程使用催化劑(如氨、硫酸、硝酸的合成,乙烯、丙烯、苯乙烯等的聚合,石油、天然氣、煤的綜合利用,等等),目的是加快反應(yīng)速率,提高生產(chǎn)效率。在資源利用、能源開發(fā)、醫(yī)藥制造、環(huán)境保護(hù)等領(lǐng)域,催化劑也大有作為,科學(xué)家正在這些領(lǐng)域探索適宜的催化劑以期在某些方面有新的突破。
國(guó)內(nèi)主要催化劑廠家
遼寧海泰科技發(fā)展有限公司,生產(chǎn)品種覆蓋領(lǐng)域最廣,技術(shù)裝備最全,有500噸每年催化劑臨氫還原裝置兩套,可還原鎳系、銅系、錳系及鉑系等貴金屬催化劑,可生產(chǎn)汽煤柴油、白油、石蠟、苯、苯胺、凡士林、丁醛、辛醛、煤焦油、粗苯等多種物料加氫精制催化劑,加氫裂化催化劑,催化重整催化劑,各種脫砷劑,脫氧劑,脫硫劑,脫氯劑,脫金屬劑,汽油脫臭劑,水解劑,3A、4A、5A、13X、Y型分子篩及制氫、氨合成、氨分解、甲醇合成百余種催化過程,上千種催化劑。
中國(guó)石油蘭州石化公司催化劑廠:1964年4月,隨著蘭煉催化劑廠的建成投產(chǎn),中國(guó)從此擁有了自己的第一座煉油催化裂化催化劑開發(fā)生產(chǎn)基地——她,就是被譽(yù)為“煉油裂化催化劑搖籃”的中國(guó)石油天然氣股份有限公司蘭州石化分公司催化劑廠(以下簡(jiǎn)稱“催化劑廠”),也是中國(guó)石油目前唯一的催化裂化催化劑生產(chǎn)基地。
40余年來,催化劑廠始終堅(jiān)持開拓進(jìn)取和銳意創(chuàng)新的精神,一次次創(chuàng)造著令人驚嘆的中國(guó)“第一”和偉大而輝煌的紀(jì)錄:44年前,我國(guó)第一套硅酸鋁小球催化劑生產(chǎn)裝置在這里拔地而起;44年前,我國(guó)第一批國(guó)產(chǎn)的硅酸鋁小球催化劑在這里宣告誕生;44年前,我國(guó)煉油催化劑應(yīng)用科學(xué)的奠基人、國(guó)家最高科學(xué)獎(jiǎng)獲得者閔恩澤院士在這里主持研發(fā)的第一批國(guó)產(chǎn)催化裂化催化劑大獲成功!
進(jìn)入新時(shí)代,催化劑廠繼續(xù)堅(jiān)持走自主創(chuàng)新的道路,在“向生產(chǎn)管理極限挑戰(zhàn),向精細(xì)化管理要效益”的生產(chǎn)管理理念指導(dǎo)下,實(shí)施重大技術(shù)改造和新產(chǎn)品研制近百項(xiàng),技術(shù)創(chuàng)新的氣魄和力度在國(guó)內(nèi)同行業(yè)首屈一指,獲得國(guó)家科技進(jìn)步獎(jiǎng)兩項(xiàng),是中國(guó)唯一一個(gè)擁有獨(dú)立自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)催化劑產(chǎn)品的催化劑企業(yè)。其擁有的全白土催化劑工藝生產(chǎn)線,是國(guó)內(nèi)唯一一套、世界僅有兩套的高活性抗重金屬全白土型分子篩催化劑生產(chǎn)裝置,在行業(yè)中占有獨(dú)特的地位;其研制的LCS-7、LV-23、LANK-98、LRC-99、LBO-12、LBO-16和LVR-60等產(chǎn)品,多次獲得中石化總公司科技進(jìn)步獎(jiǎng)項(xiàng)、中石油集團(tuán)公司技術(shù)進(jìn)步創(chuàng)新獎(jiǎng)項(xiàng);LBO系列降烯烴催化劑憑借其巨大的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益獲得國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng);為滿足用戶多產(chǎn)丙烯的需求,催化劑廠精心研制的LCC系列多產(chǎn)丙烯催化劑,丙烯產(chǎn)率在11%以上,汽油辛烷值高,大大提升了用戶的經(jīng)濟(jì)效益。
在科學(xué)技術(shù)的推動(dòng)下,催化劑廠主要工序技術(shù)水平、關(guān)鍵工裝設(shè)備能力步入了世界先進(jìn)水平,主流產(chǎn)品年綜合生產(chǎn)能力達(dá)50000噸。秉承“為更多企業(yè)服務(wù)”的經(jīng)營(yíng)目標(biāo),催化劑廠憑借產(chǎn)銷研一體化優(yōu)勢(shì),根據(jù)用戶不同煉油催化裂化裝置、不同原料油、不同目標(biāo)產(chǎn)物的要求,實(shí)現(xiàn)了“量體裁衣、量身訂制”的系列化生產(chǎn)。依靠一流的產(chǎn)品質(zhì)量,優(yōu)異的產(chǎn)品性能,量體裁衣的特色產(chǎn)品,迅捷有效的售后服務(wù),“昆侖”催化劑產(chǎn)品暢銷國(guó)內(nèi)外,深受廣大用戶贊譽(yù),市場(chǎng)占有率連續(xù)保持國(guó)內(nèi)領(lǐng)先。
金馬化工有限公司
廈門大學(xué)催化劑廠
催化劑行業(yè)發(fā)展趨勢(shì) 美國(guó)Freedonia集團(tuán)日前發(fā)布的最新研究報(bào)告顯示,未來5年雖然全球化工行業(yè)仍將維持健康發(fā)展的勢(shì)頭,但化工催化劑需求增速將是所有催化劑終端領(lǐng)域中最慢的,尤其是有機(jī)合成催化劑需求近期將受到醫(yī)藥工業(yè)缺乏新產(chǎn)品的不利影響,然而這種不利的影響會(huì)被非洲、亞太、東歐和中東地區(qū)石化工業(yè)的擴(kuò)能所彌補(bǔ);聚合催化劑的需求增速則將是所有催化劑品種中最快的,主要原因是非洲和中東地區(qū)聚合物產(chǎn)能的快速擴(kuò)張;由于加氫處理催化劑需求量穩(wěn)步增長(zhǎng)以及非洲、中東和亞太地區(qū)油品產(chǎn)量較高,煉油催化劑需求也將非常強(qiáng)勁。全球都在通過減少車用燃料的含硫量來減輕空氣污染,這將繼續(xù)增加催化劑的裝載量。
據(jù)Freedonia稱,未來5年全球催化劑市場(chǎng)需求的年均增速有望接近6%,到2012年全球催化劑市場(chǎng)份額將達(dá)到163億美元。其中,北美市場(chǎng)占32%的市場(chǎng)份額,亞太占31%,西歐占21%,東歐、拉美占9%,非洲、中東占7%。如果按需求量計(jì)算,未來5年全球催化劑有望以年均2%的速度增長(zhǎng),到2012年全球催化劑市場(chǎng)需求量將達(dá)到530萬(wàn)噸。
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