催化化学论文

第一篇：催化化学论文

催化化学期末论文（设计）

题目：催化剂的研究发展及应用简介

学 院： 化学与化工学院

专 业： 材 料 化 学 班 级： 材 化 101 班 学 号： 1008110024 学生姓名： 朱 清 元 教 师： 袁 强

2013年6月14日

目 录

摘 要..........................................................................................................................3 Abstract..........................................................................................................................3 第一章 前 言............................................................................................................4 第二章 催化剂技术发展历史简介............................................................................4 2.1萌芽时期........................................................................................................5 2.2奠基时期........................................................................................................5 2.2.1金属催化剂的出现...............................................................................5 2.2.2氧化物催化剂的出现...........................................................................6 2.2.3液态催化剂的出现...............................................................................6 2.3更新换代时期................................................................................................6 2.3.1高效络合催化剂的出现.....................................................................6 2.3.2 固体催化剂的工业应用....................................................................7 2.3.3分子筛催化剂的工业应用.................................................................7 2.3.4环境保护催化剂的工业应用.............................................................7 2.3.5生物催化剂的工业应用.....................................................................8 第三章 新型催化剂的开发与应用..............................................................................8 3.1新型炼油与化工催化剂的研究......................................................................8 3.2新型汽车尾气净化催化剂研究......................................................................9 3.3新型光催化剂的研究......................................................................................9 3.4新型生物催化剂研究....................................................................................10 第四章 对我国催化剂研究的一些建议....................................................................11 4.1加快环保催化剂开发速度............................................................................11 4.2高分子聚合催化剂........................................................................................11 4.3有机合成、精细化工催化剂........................................................................11 4.4新催化材料的研制及应用............................................................................11 参考文献......................................................................................................................13

催化剂的研究发展及应用简介

摘 要

本文较简单的的介绍了催化剂的发展历史及介绍了国内外各种催化剂新技术、新材料、新产品发展动态和发展趋势，针对我国催化剂技术发展现状，对催化剂行业的发展提出了自己的见解。关键词：催化剂 技术 材料 新产品

Abstract

This relatively simple introduction to the history and development of catalyst introduced various domestic and catalyst of new technologies, new materials, new product developments and trends for our catalyst technology development status, the catalyst industry put forward their own ideas.Keys : Catalyst

technology

materials

new products

第一章 前 言

催化剂又称触媒，在初中阶段的定义是能改变化学反应速率，而本身的质量、组成和化学性质在参加化学反应前后保持不变的物质。例如二氧化锰可以作为过氧化氢（双氧水）分解的催化剂。催化剂分为和正催化剂逆催化剂，正催化剂有助于反应向正方向移动，逆催化剂有助于反应向逆方向移动。

催化剂的主要作用是降低化学反应的活化能，加速反应速率，因此被广泛应用于炼油、化工、制药、环保等行业。催化剂的技术进展是推动这些行业发展的最有效的动力之一。一种新型催化材料或新型催化剂工业的问世，往往引发革命性的工业变革，并伴随产生巨大的社会和经济效益。1913年，铁基催化剂的问世实现了氨的合成，从此化肥工业在世界范围迅速发展；20世纪50年代初，分子筛凭借其特殊的结构和性能引发了催化领域的一场变革；20世纪70年代，汽车尾气净化催化剂在美国实现工业化，并在世界范围内引起了普遍重视；20世纪80年代，金属茂催化剂使得聚烯烃工业出现新的发展机遇。目前，人类正面临着诸多重大挑战，如：资源的日益减少，需要人们合理开发、综合利用资源，建立和发展资源节约型农业、工业、交通运输以及生活体系；经济发展使环境污染蔓延、自然生态恶化，要求建立和发展物质全循环利用的生态产业，实现生产到应用的清洁化。这些重大问题的解决无不与催化剂和催化技术息息相关。因此，许多国家尤其是发达国家，非常重视新催化剂的研制和催化技术的发展，均将催化剂技术作为新世纪优先发展的重点。

第二章 催化剂技术发展历史简介

从19世纪末至20世纪初，化学工业中利用催化技术的生产过程日益增多，为适应对工业催化剂的要求，逐步形成了产品品种多、制造技术进步、生产规模和产值与日俱增的催化剂工业。

2.1萌芽时期

催化剂工业发展史与工业催化过程的开发及演变有密切关系。1740年英国医生J.沃德在伦敦附近建立了一座燃烧硫磺和硝石制硫酸的工厂接着，1746年英国J.罗巴克建立了铅室反应器，生产过程中由硝石产生的氧化氮实际上是一种气态的催化剂，这是利用催化技术从事工业规模生产的开端。1831年P.菲利普斯获得二氧化硫在铂上氧化成三氧化硫的英国专利。19世纪60年代，开发了用氯化铜为催化剂使氯化氢进行氧化以制取氯气的迪肯过程。1875年德国人E.雅各布在克罗伊茨纳赫建立了第一座生产发烟硫酸的接触法装臵，并制造所需的铂催化剂，这是固体工业催化剂的先驱。铂是第一个工业催化剂，现在铂仍然是许多重要工业催化剂中的催化活性组分。19世纪，催化剂工业的产品品种少，都采用手工作坊的生产方式。由于催化剂在化工生产中的重要作用，自工业催化剂问世以来，其制造方法就被视为秘密。2.2奠基时期

在这一时期内，制成了一系列重要的金属催化剂，催化活性成分由金属扩大到氧化物，液体酸催化剂的使用规模扩大。制造者开始利用较为复杂的配方来开发和改善催化剂，并运用高度分散可提高催化活性的原理，设计出有关的制造技术，例如沉淀法、浸渍法、热熔融法、浸取法等，成为现代催化剂工业中的基础技术。催化剂载体的作用及其选择也受到重视，选用的载体包括硅藻土、浮石、硅胶、氧化铝等。为了适应于大型固定床反应器的要求，在生产工艺中出现了成型技术，已有条状和锭状催化剂投入使用。这一时期已有较大的生产规模，但品种较为单一，除自产自用外，某些广泛使用的催化剂已作为商品进入市场。同时，工业实践的发展推动了催化理论的进展。1925年H.S.泰勒提出活性中心理论，这对以后制造技术的发展起了重要作用。2.2.1金属催化剂的出现

20世纪初，在英国和德国建立了以镍为催化剂的油脂加氢制取硬化油的工厂，1913年，德国巴登苯胺纯碱公司用磁铁矿为原料，经热熔法并加入助剂以生产铁系氨合成催化剂。1923年F.费歇尔以钴为催化剂，从一氧化碳加氢制烃取得成功。1925年，美国M.雷尼获得制造骨架镍催化剂的专利并投入生产，这

是一种从Ni-Si合金用碱浸去硅而得的骨架镍。1926年，法本公司用铁、锡、钼等金属为催化剂，从煤和焦油经高压加氢液化生产液体燃料，这种方法称柏吉斯法。该阶段奠定了制造金属催化剂的基础技术，包括过渡金属氧化物、盐类的还原技术和合金的部分萃取技术等，催化剂的材质也从铂扩大到铁、钴、镍等较便宜的金属。

2.2.2氧化物催化剂的出现

鉴于19世纪开发的二氧化硫氧化用的铂催化剂易被原料气中的砷所毒化，出现了两种催化剂配合使用的工艺。德国曼海姆装臵中第一段采用活性较低的氧化铁为催化剂，剩余的二氧化硫再用铂催化剂进行第二段转化。这一阶段，开发了抗毒能力高的负载型钒氧化物催化剂，并于1913年在德国巴登苯胺纯碱公司用于新型接触法硫酸厂，其寿命可达几年至十年之久。20年代以后，钒氧化物催化剂迅速取代原有的铂催化剂，并成为大宗的商品催化剂。制硫酸催化剂的这一变革，为氧化物催化剂开辟了广阔前景。2.2.3液态催化剂的出现

1919年美国新泽西标准油公司开发以硫酸为催化剂从丙烯水合制异丙醇的工业过程，1920年建厂，至1930年，美国联合碳化物公司又建成乙烯水合制乙醇的工厂。这类液态催化剂均为简单的化学品。2.3更新换代时期

在这一阶段，高效率的络合催化剂相继问世；为了节能而发展了低压作业的催化剂；固体催化剂的造型渐趋多样化；出现了新型分子筛催化剂；开始大规模生产环境保护催化剂；生物催化剂受到重视。各大型催化剂生产企业纷纷加强研究和开发部门的力量，以适应催化剂更新换代周期日益缩短的趋势，力争领先，并加强对用户的指导性服务，出现了经营催化剂的跨国公司。重要特点是 2.3.1高效络合催化剂的出现

60年代，曾用钴络合物为催化剂进行甲醇羰基化制醋酸的过程，但操作压力很高，而且选择性不好。1970年左右出现了孟山都公司开发的低压法甲醇羰基化过程，使用选择性很高的铑络合物催化剂。后来又开发了膦配位基改性的铑络合物催化剂，用于从丙烯氢甲酰化制丁醛。这种催化剂与原有的钴络合物催化

剂比较，具有很高的正构醛选择性，而且操作压力低，1975年以后美国联合碳化物公司大规模使用。利用铑络合物催化剂。从α-氨基丙烯酸加氢制手性氨基酸的过程，在70年代出现。这些催化剂均用于均相催化系统。继铂和钯之后，大约经历了一个世纪，铑成为用于催化剂工业的又一贵金属元素，在碳一化学发展中，铑催化剂将有重要意义。一氧化碳与氢直接合成乙二醇所用的铑络合物催化剂正在开发。络合催化剂的另一重大进展是70年代开发的高效烯烃聚合催化剂，这是由四氯化钛－烷基铝体系负载在氯化镁载体上形成的负载型络合催化剂，其效率极高，一克钛可生产数十至近百万克聚合物，因此不必从产物中分离催化剂，可节约生产过程中的能耗。2.3.2 固体催化剂的工业应用

1966年英国卜内门化学工业公司开发低压合成甲醇催化剂，用铜-锌-铝-氧催化剂代替了以往高压法中用的锌-铬-铝-氧催化剂，使过程压力从 24～30MPa降至5～10MPa，可适应当代烃类蒸汽转化制氢流程的压力范围，达到节能的目的。这种催化剂在70年代投入使用。为了达到提高生产负荷、节约能量的目标，70年代以来固体催化剂造型日益多样化，出现了诸如加氢精制中用的三叶形、四叶形催化剂，汽车尾气净化用的蜂窝状催化剂，以及合成氨用的球状、轮辐状催化剂。对于催化活性组分在催化剂中的分布也有一些新的设计，例如裂解汽油一段加氢精制用的钯／氧化铝催化剂，使活性组分集中分布在近外表层 2.3.3分子筛催化剂的工业应用

继石油炼制催化剂之后，分子筛催化剂也成为 , 石油化工催化剂的重要品种。70年代初期，出现了用于二甲苯异构化的分子筛催化剂，代替以往的铂/氧化铝；开发了甲苯歧化用的丝光沸石(M-分子筛)催化剂。1974年莫比尔石油公司开发了ZSM-5型分子筛，用于择形重整，可使正烷烃裂化而不影响芳烃。70 年代末期开发了用于苯烷基化制乙苯的ZSM-5分子筛催化剂，取代以往的三氯化铝。80年代初，开发了从甲醇合成汽油的ZSM-5分子筛催化剂。在开发资源、发展碳一化学中，分子筛催化剂将有重要作用 2.3.4环境保护催化剂的工业应用

1975年美国杜邦公司生产汽车排气净化催化剂，采用的是铂催化剂，铂用量巨大，1979年占美国用铂总量的57％，达23.33t（750000金衡盎司）。目前，环保催化剂与化工催化剂（包括合成材料、有机合成和合成氨等生产过程中用的催化剂）和石油炼制催化剂并列为催化剂工业中的三大领域。2.3.5生物催化剂的工业应用

在化学工业中使用生化方法的过程增多。60年代中期，酶固定化的技术进展迅速。1969年，用于拆分乙酰基-DL-氨基酸的固定化酶投入使用。70年代以后，制成了多种大规模应用的固定化酶。1973年制成生产高果糖糖浆的葡萄糖异构酶，不久即大规模使用。1985年，丙烯腈水解酶投入工业使用。生物催化剂的发展将引起化学工业生产的巨大变化。此外，还发展用于能源工业的催化剂，例如燃料电池中用铂载在碳或镍上作催化剂，以促进氢与氧的化合.第三章 新型催化剂的开发与应用

3.1新型炼油与化工催化剂的研究

新型、高效催化剂的研制，是石油和化学工业实现跨越式发展的基础。近年来，国际上有关催化剂的研究中，近50%的工作围绕开发新型催化剂展开，且对其重视程度日益增加。另一显著特点，是新型催化剂的开发与环境的友好密切联系，即要求催化剂及催化技术生产生活必须品的同时，从源头消除污染。从国际权威检索系统收录的研究论文数量来看，有关新型催化剂的报道自1990年至1999年至少增加了15倍，其中固体酸、固体碱、选择性氧化等新型催化剂发展极为迅速。固体酸催化剂是近年来国际上发展起来的一类新型催化剂，因其可在酯化、烷基化、异构化等重要反应中替代传统硫酸催化剂，并从源头杜绝污染，从而成为发展势头最为强劲的一类新型催化剂。均相碱催化剂在化学品合成中占有相当比例，如环氧化物开环加成合成表面活性剂、酯交换制备精细化学品等，但因严重的污染问题对环境造成恶劣的影响。近年来，以固体碱替代传统氢氧化钠等液碱催化剂已成为必然的发展趋势。由于对催化剂活性、经济、环保的要求，煤液化催化剂的研究重点已经集中在超细粒分散型铁基催化剂的制备与加入方式上，今后的研究课题仍需在用离子交换法引入催化剂的制备与加入方式上，今后的研究课题仍需在用离子交换法引入催化剂的方式、直接浸渍方法的改进、纳米级氧化铁和改性（硫化）氧化铁的应用、低浓度的可促进铁基催化剂活性提高 8 的金属的加入等方面做工作。3.2新型汽车尾气净化催化剂研究

随着汽车发动机新技术的应用及环保法规的日益严格，汽车尾气转化催化剂将呈一下发展趋势。首先，为提高燃料燃烧效率和减少CO的排放，汽车发动机将逐渐采用贫燃技术。据有关报道，改发动机比常规发动机的燃烧经济性高出20%~25%。由于氧气过剩，因而将NOX还原脱出就成为一技术难题。目前正在研究的解决方案包括NOX捕集、选择性还原和电热催化剂等，该技术可望于近期在欧洲工业化。其次是设计发动机时能快速预热的催化剂。在欧洲和北美，汽车排放污染物主要是在催化转化器预热之前的早期排放引起的。在今后数年中，美国、欧洲和日本将生效的更为严格的排放限制主要是针对启动前20~30s尾气的净化。此外，汽车尾气转化催化剂生产商正致力于减少催化剂中的贵金属含量。第三是消除H2S的排放。刚装上催化转化器的汽车在行驶时会产生难闻的气味，这是由于催化转化器中积累的硫以H2S的形式排出，目前合适的解决办法正在研究之中。

3.3新型光催化剂的研究

20世纪70年代初的石油危机不仅带来了光电化学的迅速发展，而且引起了对光催化剂领域的广泛关注。近三十年来，由于在环境致力，太阳能转换、临床医学等诸多方面的潜在应用，光催化及其相关技术得到了快速发展，尤其在污水处理和太阳能转换方面得到了广泛研究。

目前净化水的技术有很多是借助于化学方法。光催化剂作为污水治理的新技术有以下优点：一是作为目前研究最为广泛的高活性光催化剂TiO2可以吸收4%~5%的太阳光，且具有稳定性好、无毒、廉价等优点。二是除来源于空气中的氧以外，不需要添加其他水溶性的氧化剂就可以分解有机污染物，原理上不需要添加其他化学药品。三是同时进行氧化过程和还原过程。四是可以氧化其他高级氧化技术方法无法分解的稳定有机物。五是TiO2的杀菌作用是光催化剂的重要优点。

近年来，以日本、欧美为主的国家纷纷投入巨资和大量的人力进行相关的开发研究，每年都有大量的研究成果。据介绍，目前光催化剂开发的热点主要是：非TiO2半导体材料的研究；混合/复合半导体材料的开发研究参杂TiO2催化剂；

催化剂的表面修饰；制备方法和处理途径的探索等。

从光催化剂应用的前景来看，目前主要应用领域：一是TiO2涂层的自洁净功能。将TiO2镀在建筑材料、交通工具、室内装修材料的外表，利用生活中的太阳光、照明灯光即能分解这些表层的污染物，雨水清洗即实现自洁功能。二是超亲水性能用于制备防雾设备。如涂有超亲水光催化性薄膜的玻璃遇到水气时表面形成了均匀的水膜，所以镜像保持清晰。三是空气和水资源的净化。水处理的分类有各种不同领域，如对上下水源的处理，工厂排水、农业的处理等在医学方面用来消灭病菌和病毒也受到极大的关注。此外，光催化反应还在防腐、印刷、光储存等诸多方面有着潜在的应用前景。

光催化要成为实用技术目前尚存在许多难点，如反应速度慢、量子效率低等，特别需要考虑污染物本身的特征以及可能产生有害的副产物。要想从根本上解决如上问题，关键是要改善催化剂已成为光催化剂研究的重要课题。利用多相光催化治理污染的过程不需要能源和化学氧化剂，催化剂无毒、廉价、反应物活性高、无选择性。并且可能完全矿化有机物，破坏微生物。如果找到量子效率足够高的光催化剂，该项技术将有十分广阔的发展前景。3.4新型生物催化剂研究

生物催化剂技术是化学生物技术的一个组成部分，作为化学合成的一种手段或工具的重要性越来越大。消费者对新产品的需求、产业界要求提高收益并降低成本、政府和行政部门对加强管理的压力以及新技术出现和科学发明等推动了生物催化剂的应用。精细化学品制造商不断采用酶工艺制备手性中间体。美国的酶合成工艺正在向生产光性医药中间体的传统合成工艺挑战。目前使用的工业催化剂有青霉素酰化酶、天冬酶、磷脂酶、氨转移酶、富马酸酶以及固定化大肠杆菌等。用工业生物催化剂生产的产品有L-苯丙氨酸、L-天冬氨酸、综合氨基酸、L-亮氨酸、丙烯酰胺、L-苹果酸、L-丙氨酸、6-氨基青霉烷酸、氨苄青霉素、头孢氨苄等。目前生物催化工业已经产生重大影响。在传统方面，微生物和酶工艺已经被用于生物衍生原料。现在开始扩展到石油衍生材料领域，并且手性酶在有机药品合成及柴油微生物脱硫中得到广泛应用，在反应中作歧化剂。生物催化合成技术与传统的有机化学过程相比，具有潜在的优越性，其选择性好，效率高，生产费用低。酶催化可用于精细化学生产，范围包括药品和农用化学品。酶不仅 10

对天然物催化有效，并且可用于非天然物的崔化反应，其催化选择性较高，可在常温条件下反应，易用于处理废料。将传统的化学合成转化为生物催化过程，具有费用大大节减和环境友好的优点，它可提高天然原材料的使用率。目前，杜邦等公司已注册酶工艺生产1,3-丙二醇的专利。生产过程利用了不同碳水化合物一步发酵技术。该产品已应用于聚对苯二甲酸三甲酯类聚酯的生产。催化剂在我们的生活中已经是必不可少的化学试剂了，而且也在不断的发展着，它在我们的使用中也在不断的改进，它已经运用在我们生活的方方面面。

第四章 对我国催化剂研究的一些建议

4.1加快环保催化剂开发速度

我国环境保护形势严峻,目前仍在继续造成新的环境污染和生态破坏。根据环保的需要,应主要开发生产用于处理汽车尾气的新型工业催化剂(特别是贵金属含量少的),洁净空气燃料添加剂合成的新型添加剂,用于除去挥发性有机物和新的烃基化催化剂,以适应日益严格要求的环保形势。4.2高分子聚合催化剂

高分子聚合催化剂是合成材料的核心技术,直接影响石油化工、机械电子、建筑材料(化学建材)、汽车工业等支柱产业有关材料的生产技术水平。目前我国合成材料虽然发展很快,但合成材料的数量和质量都满足不了市场的需求,还靠大量进口,因此要加快聚合催化剂的研制,特别是高分子材料中最为重要的聚烯烃催化剂的研制。

4.3有机合成、精细化工催化剂

我国有机原料、原材料、中间体总的形势是供不应求,质量不够好,品种较少,难以形成系列,不少要靠进口。针对这种情况,建议开发的重点是:低碳饱和烃和烯烃芳构化及重芳烃轻质化得到轻芳烃的各种新工艺所需催化剂,以扩大长期紧缺的芳烃来源,通过脱氧和选择性氧化等新型催化剂的研制开发,利用低碳饱和烃,以扩大有机原料来源;研制重要有机产品,精细化学品,精细化工原料及中间制备新型催化剂;改进现有基本有机原料合成及净化催化剂或研制新一代高效催化剂,使其活性、选择性、寿命均有较大幅度的增加.4.4新催化材料的研制及应用

新催化材料包括全新的材料和改进现有材料两方面,范围极广。今后的重点是结合旧工艺改进和开发新工艺,研制具有我国特色的分子筛,强化二氧化钦载体催化剂的推广应用以及新型氧化铝、氧化硅、复合材料、杂多酸、固体酸(碱)、均相催化剂和酶的固定化载体的研制开发等。催化技术是“九五”化学工业优先发展的关键性技术,新型高效催化剂已列入国家专项支持的重点科技攻关项目,这为我国催化剂的研制开发及其产业发展创造了有利条件。

参考文献

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致 谢

首先，非常感谢袁强老师在给我们耐心细致的讲解了催化化学这门知识，他渊博的知识让我钦佩，他在学术上的专注精神以及他个人在各个方面所展现出来的人格魅力同样深深的影响着我。在这段时间，他向我传授了大量的专业知识，培育了我从事化学研究的素质和能力。同时他严谨的治学态度、求实谦逊的工作精神、高尚的人格魅力将会是我终生学习的精神榜样。还要感谢化学系的所有老师，他们不仅是我学习上的良师同时也是我人生的导师，他们向我传授了大量的专业知识的同时还教给了我许多做人的道理，是他们的真知灼见给予了我很大的启迪。再次我还要感谢贵州大学的一切，感谢母校贵州大学，给我提供一个良好的学习环境，感谢这里每一个给我帮助和带给我感动的同学朋友，让我最美好的四年青春岁月在这美丽的校园里过得丰富多彩。

在论文即将完成之际，我的心情无法平静，从开始进入课题到论文的顺利完成，有多少可敬的师长、同学、朋友给了我无言的帮助，在这里请再次接受我诚挚的谢意!谨将此文献给所有关心和帮助我的人!

材化101班

朱清元

2013年6月14日

第二篇：化学动力学与催化课程总结

化学动力学与催化课程总结

化学动力学与催化中的化学反应动力学部分是物理化学研究的领域之一。在《物理化学》这门课程的多个版本的教材中，都有对化学反应动力学或详或略的介绍。化学反应动力学研究化学反应进行的条件对化学反应过程速率的影响、化学反应的历程和物质的结构与化学反应能力之间的关系这三个方面的内容。

化学反应动力学基础包括经典反应动力学的基本定理，简单级次反应，典型的复杂反应和反应动力学的实验方法等方面的内容。

对于任意一个化学反应，我们描述其反应机理可用总包反应中的基元反应来表达。在基元反应动力学这部分中，我们分别学习了分子碰撞理论和过渡态理论这两种不同的描述形式。通过学习，我们由这两种形式得出共同共同的指数形式的结论。这说明，不论我们用哪种理论来描述基元反应过程，其最终的结果都是接近反应的真实形式，其间引入的条件不同，得到结论的接近程度也不相同。

由基元反应我们进一步学习了链反应这种在某种程度上可看似自发的连锁反应。不同的条件下链反应的变现形式也不尽相同，在最基本的支链反应和支链反应为单元的骨架下，链反应可呈现多种多样的形式。链反应给我的最初印象犹如核聚变或蝴蝶效应。但是在一个看似简单的化学反应中，通过不同的自由基的确定，分化出若干个详细的具体的化学反应，这个过程和结果还是十分有趣的。

由于参与化学反应的反应物和生成物的存在形式可能不同，在化学反应动力学中，又分为均相反应和非均相反应-即复相反应。均相反应分为气相反应和液相反应。相对来说，气相反应比较简单，用碰撞理论和过渡态理论比较好解释。液相反应比较复杂，对扩散的分析和动力学的分析用到了大量数学模型和假说。另外，液相离子反应相对液相分子反应考虑的物理因素更多，分析也更为繁琐。

复相反应是化学工程工艺中接触较多的反应类型，也即实际生活中用到较多的反应类型。人们把其中的固-气界面反应和固-液界面反应称为表面反应。为了研究表面反应，人们建立了以物理假说为基础的数学模型，并通过数学模型建立了多个等温式和研究机理。实验表明，这些机理在某些条件下可很好的解释并计算表面反应，为人们分析、计算并预测表面反应提供了便利条件。

在催化部分，我们学习了不同的催化形式。其中酸碱催化和酶的催化对于我们以后的学习、工作尤为重要。酶是生命进化史上的一大奇迹，它的出现，使很多在常温常压下不可能的化学反应成为可能。似乎在暗示我们，今后可以用仿生学原理，在化工材料的生产应用方面大有作为。

第三篇：催化原理课程论文

催化原理

课程论文

论文名称：合成氨催化剂

姓

名：彭亮

学

号：1505120623

专业班级：应用化学1202班

合成氨催化剂

摘要

合成氨工业是化学工业的支柱产业，在事关国民经济的诸多领域中都占有举足轻重的地位。合成氨工业离不开催化剂，因此合成氨催化剂的选择对于实现节能减排、提高经济效益具有巨大影响。文章对多种典型合成氨催化剂进行了综合介绍，对合成氨催化剂的前景进行了展望。

关 键 词

合成氨；催化剂；应用；展望

Abstract

Ammonia industry is the pillar industry of the chemical industry, in many areas of the national economy occupies a pivotal position.Ammonia industry can not do without a catalyst, and therefore the choice of ammonia catalyst for energy conservation, improve economic efficiency have tremendous impact.In this paper, a variety of typical ammonia synthesis catalyst was introduced, and my vision for ammonia synthesis catalysts was discussed.Keywords ammonia;catalyst;application;prospect

合成氨催化剂自1905年被哈伯发现以来，至今已经对化肥、硝酸、铵盐、纯碱等行业的发展起到了极大的推动作用。合成氨工业离不开催化剂，因此合成氨催化剂的选择对于实现节能减排、提高经济效益具有巨大影响，但是也必须意识到，合成氨工业在实际生产中也耗用了大量能源，因此在全球性气候灾害日益加剧的今天，如何对现有催化剂进行改进，以提高合成氨工业的综合效益，需要付出很大的努力。

一、催化剂合成氨的反应机理

热力学计算表明，低温、高压对合成氨反应是有利的，但无催化剂时，反应的活化能很高，反应几乎不发生。当采用铁催化剂时，由于改变了反应历程，降低了反应的活化能，使反应以显著的速率进行。目前认为，合成氨反应的一种可能机理，首先是氮分子在铁催化剂表面上进行化学吸附，使氮原子间的化学键减弱。接着是化学吸附的氢原子不断地跟表面上的氮分子作用，在催化剂表面上逐步生成一NH、一NH2和NH3，最后氨分子在表面上脱吸而生成气态的氨。

在无催化剂时，氨的合成反应的活化能很高，大约335KJ/mol。加入铁催化剂后，反应以生成氮化物和氮氢化物两个阶段进行。第一阶段的反应活化能为126KJ/mol一167KJ/mol，第二阶段的反应活化能为13KJ/mol。由于反应途径的改变（生成不稳定的中间化合物），降低了反应的活化能，因而反应速率加快了。

二、氨催化剂的种类

铁基合成氨催化剂

氨合成催化剂是合成氨工业的核心内容。传统的合成氨催化剂于 20 世纪初由德国 BASF 公司研制开发，主要由磁铁矿组成，其中加入少量不可还原氧化物，如 K、Ca、Al 等作为促进剂，即构成了一系列不同型号的催化剂。

1、Fe3O4基传统熔铁催化剂

1913 年，Harber 和 Mittasch A 等成功开发了铁基合成氨催化剂之后，人们对此进行了极其广泛和深入地研究，并且这些研究在一定程度上推动了多相催化科学和表面科学的发展。

早在合成氨催化剂研究的初期，研究人员就发现用天然磁铁矿还原得到的催化剂效率远优于其它铁化合物。随后根据Almquist等人所确定的纯铁催化剂的活性与还原前氧化度之间的关系，人们通过大量实验发现了经典的火山形活性曲线，沿袭这一结论，得出了铁比值与熔铁基合成氨催化剂的性能有着密切的关系。通常认为以Fe3O4为母体的催化剂具有的活性最高，并且到目前为止，世界上所有工业氨合成铁催化剂，无一例外，其主要化学组成都是Fe3O4。

磁铁矿中所添加的促进剂的量虽然不多，但是对于提高催化剂的活性具有重要意义。目前得到应用的促进剂的研究包含三类：碱金属、氧化钴、稀土金属。其中，铁基合成氨催化剂添加稀土金属后，如 CeO，富集于催化剂表面，不仅大大提高了催化剂的活性，而且也能在很大程度上提高催化剂的寿命。1979 年，英国 ICI 公司首先研制成功了含有稀土元素的 Fe-Co 催化剂，又称74-1 型含钴催化剂，并且还将其应用于 ICI-AMV 工艺中。目前的研究发现，试图通过添加其它的稀土氧化物来改善催化剂的性能，使其活性超过Fe-Co催化剂已经变得相当困难。

2、亚铁型氨合成催化剂

FeO 具有化学非整比性、氧化性和亚稳定性。在常温下 FeO的氧化反应和歧化反应速度很缓慢。含多种助剂的 Fe1-XO 基催化剂在动力学上是稳定的，母体中只有一种铁氧化物（Fe1-XO）和一种晶体结构（Wustite），只有维氏体单独存在于催化剂中时才具有高活性。研究发现具有维氏体（Wustite，Fe1-XO，0.04≤x≤0.10）相结构的氧化亚铁基氨合成催化剂具有最高活性，否定了磁铁矿（Fe3O4）相还原得到的催化剂具有最高活性的经典结论，在合成氨催化剂的研究和发展过程中具有里程碑的意义，同时对新型合成氨催化剂A301和ZA-5的开发提供了重要的指导意义。

3、铁钻型催化剂

王文祥等人以Fe3（Co）12为母体,以活性氧化铝或活性炭为载体制备了负载型氨合成催化剂。在15MPa、400℃以上表现出很高活性,但低温、常压下几乎无活性。与Ru3（Co）12以和RuCl3·xH2O为母体的负载催化剂相比,负载钉催化剂在低温常压下即显活性,且以RuCl3·xH2O为母体比以Ru3（Co）12为母体的负载钉催化剂活性高。

A201型催化剂是一种低温活性合成氨催化剂其主要活性组分是金属铁,催化剂中铁含量为67%、70%,，Fe2+/Fe3+摩尔比为0.45、0.6催化剂中含1.0%、1.2%的CoO助剂，也含有Al2O3、K2O、CaO等，这种催化剂易还原，良好的耐热性抗毒性，机械强度高，低温活性较好。这种催化剂以独特的配方及先进的生产工艺，熔融技术进行生产，优质品率为100%，在相同生产条件下，使用Al2O1型催化剂的氨合成系统生产能力可比系列熔铁型催化剂提高5%-10%，是合成氨厂节能降耗，增产节支的有效措施之一。

钌基合成氨催化剂

有关钌基催化剂的报道是Zenghelis和Stothis于20世纪30年代发表的，但当时其活性不如熔铁催化剂，些后相当长一段时间再未见到这方面的研究发表。直到1972年 Ozaki等又有新发现，以金属钾为促进剂、活性炭为载体的钌基催化剂对氨合成有很高的活性，由此，打开了钌基催化剂研究的新领域。继之，日本、俄罗斯、英国、美国、意大利等国家的科研人员投入大量的精力和物力进行钌基催化剂的研究，以期用钌基催化剂取代铁基催化剂。这种催化剂的开发成功是合成氨工艺的一个重大进步, 它对合成氨工业降低生产成本, 降低能耗有着十分重要的现实意义。BP公司和凯洛格(Kellogg)公司合作，经过10年的共同努力, 1990年10月Kellogg宣布第一个以钌基催化剂为基础的Kellogg Advance Ammonia Process(KAAP)工艺流程开发成功, 并在加拿大Ocelot制氨公司建厂进行工业化生产。研究和开发钌基催化剂及其它非铁基催化剂是合成氨催化剂的一个发展方向，但是金属钌是稀有贵金属，因此推广使用钌基催化剂并非易事。

另外, 还有一些关于钌基催化剂的重要研究成果，德国鲁尔大学(Rubr)开发了 Ba-Ru/MgO 催化剂, 具有较高的活性和稳定性;丹麦托普索(Topsoe)公司也开发了含钌合成氨催化剂。在这些研究中，以镁铝尖晶石和高表面积石墨为载体的钌系催化剂显示出较高的活性，但是在工业条件下，其稳定性还存在一些问题，有待于解决。近年来，以Ba 为促进剂，BN为载体的钌催化剂得以成功开发，它具有前所未有的活性和稳定性。BN 具有与石墨相似的结构，在所有的加氢反应中都很稳定，是一种高温电阻绝缘材料。在特定的反应条件下(温度、压力、H2/N2比、氨浓度等)可选择合适的 BN表面积、钌负载量、助剂及浓度、颗粒大小与密度，以获得最佳的 Ba-Ru/BN 催化活性;而且采用类似处理Ba-Ru/MgO 催化剂的处理方法来回收 Ba-Ru/BN催化剂，这无疑大大降低了使用这种催化剂的成本，为它的工业化应用打下了基础。

纳米合成氨催化剂

根据气固相反应理论, 金属晶格缺陷越多, 比表面积越大, 活性中心越多, 其催化性能就越好。所以, 勿庸置疑, 随着纳米微粒粒径的减小, 表面积逐渐增大, 吸附能力和催化性能也随之增强。由此来看, 纳米微粒催化剂也应是合成氨催化剂的一个研究方向。在实验室研究中, 人们利用各种方法已经研制出了纳米 Fe3O4、纳米 Fe2O3、纳米 CuO、纳米NiO、纳米 ZnO、纳米 MoO3等纳米微粒催化剂, 它们是合成氨过程中制气、脱硫、变换、精炼、合成等几道工序需要用到的催化剂。虽然它们具有良好的催化活性, 但是大部分还只停留在实验室阶段, 离实际应用还有相当一段距离。

纳米催化剂的选择性要比普通催化剂平均高5～10 倍, 活性高2～7倍, 如果这些催化剂能成熟地应用于合成氨工业中, 必将使它发生一场技术性的革命：系统的反应温度和压力将大幅度降低；设备的投资和占地面积将大幅度减少, 工艺流程或许会变得更加简单；产量和效益将大幅上升。

过渡金属氮化物催化剂

过渡金属氮化物是一类金属间充型化合物，兼具有共价化合物、离子晶体和过渡金属的性质。在基本不破坏氧化物前驱体晶体结构和严格的氮化条件下，氧化物前驱体通过程序升温氮化经由“局部规整反应”制备出高表面积的过渡金属氮化物。它的表面性质和催化性能类似于Pt和Rh等贵金属元素，被誉为“准铂催化剂”。Claus通过理论推算和实验证实，N2在Co-Mo上比Ru更容易解离。在低氨浓度的条件下，双金属氮化物Co3Mo3N 的氨合成催化活性比Ru更高。Aika 的研究表明，在400℃、常压条件下，Co3Mo3NNi3Mo3N、Fe3Mo3N的氨合成活性高出氮化钼催化剂数倍。尤其是Co3Mo3N 催化剂，在 600℃下经过6h的氢氮混合气处理后，其活性高达652μmol/h/g；添加了碱金属Cs后，Co3Mo3N 氨合成活性又提高了50％，远远高于K、Al促进的铁基催化剂。光催化合成氨O.A.Ileperuma等人对Mg掺杂的TiO2光催化合成氨进行了研究，发现最佳的掺杂质量分数为2％～4％、pH值为

10、在 500℃下加热 2h。后来，O.A.Ileperum 等人又报道了金属Ce、V 掺杂的TiO2光催化行为，发现掺杂Ce、V比掺杂其他类似金属的产量要高；光催化以资源丰富的水为氢源，以太阳能为能源，具有成本低廉的优点，但转化效率比较低。

电化学合成氨

合成氨反应是一个体积减小的放热反应，要使反应的转化率提高就必须保持较高的反应压力并降低反应温度，但是反应温度低，反应速度就很慢，这是合成氨反应的热力学限制。为了突破热力学上的限制，George Marnellos和Michael Sroukides研究了以 Pd 为电极,SrCe0.95Yb0.05O3为高温质子导体，在 570℃、常压下电化学合成氨，该反应过程是使N2和质子态的H+反应生成氨，转化率高达78％以上。但该法消耗大量电能，且高温质子半导体材料由稀有金属组成，经济上不可行。

酶催化合成氨

T.H.Rod 等人对模拟生物固氮酶催化合成氨的机理进行了研究，认为模拟生物固氮酶 MoFe7S9可在常温、常压下合成氨，此反应过程不涉及N-N键的断裂过程，以分子态的氮直接与质子态的氢反应合成氨，从而突破了热力学上的限制，使得常温、常压下合成氨成为可能。但是要真正实现这一反应过程还有一些潜在的问题需要解决。此外，Schultz-Ekloff在 400～500℃、常压下考察了碳化钨在合成氨反应中的催化性能。

其它合成氨催化剂

丹麦哈尔多托普索研究实验室的研究人员研制成功可替代传统铁催化剂的系列产品。研究表明，在工业条件下，三元氮化物如 Fe3Mo3N、Co3Mo3N和 Ni2Mo3N 用作合成氨催化剂时活性高稳定性好。另有研究发现，若在 Co3Mo3N催化剂中加入 Cs，其活性高于目前所使用的熔铁催化剂。据报道，在相同操作条件下，其活性为传统铁催化剂活性的2倍。由此可以看到，在科研工作者的不断努力下，新型高效的催化剂不断地被研究出来，为社会的可持续性发展作出了巨大贡献。

三、发展展望

经历了科学家们近—个世纪的研究，合成氨催化剂技术可以说已相当成熟，但是传统的熔铁催化剂不符合低能耗的发展趋势，而钌基合成氨催化剂的价格昂贵，又不容易普及。作为世界人口最多的农业大国和世界上最大产氨国，合成氨工业对于我国国民经济的发展具有重要的战略和现实意义，为适应合成氨低温低压节能降耗工艺的要求，氨合成催化剂的研究从未间断，作为大学生的我们要拥有崇高的使命感，努力学习科学知识，为国家的科学事业贡献出自己的力量！

第四篇：化学论文

在1977年劳动节之后的上午9:14，一个新的博士学位。渴望在科里组开始博士后研究 到达准备为总的合成贡献美登木素生物碱。它也碰巧是A.V.Rama Rao的最后一天在集团。他的技术转让详细的程序为临界cuprate耦合，其中将芳香部分与其健康部分连接“南区”，成为我的第一份工作。虽然实验挑战，初学者运气在空气中并且事情根据脚本明显地虽然，这种“新”的化学（至少对我）是享受能够。不久之后，在预备的过程中 “东区”从碳水化合物前体etr途径（N-甲基黄嘌呤，它也是一个杯形开口确立了必需的立体化学的环氧化物该反应涉及一种不寻常的组合使用氰基配体或可能是炔属的能力组，作为不可转移或“假”配体（Rr）目的是减少等效数量的潜在有价值的RLi（即，代替3RLi +Cul + R3CuLi2 + Lil，使用RLi + 2RrLi + Cul一R（Rr）2CuL12 + LiI）。由于美登素试试在普林斯顿。一年左右后，成功使用锂化乙炔显然不在卡中，单环内酰胺 要求所有弗洛伊德的时间，从而离开CuC，N选项未触及。在讨论的同时房间一起在1980年美国化工社会会议在拉斯维加斯，我们同意试验基于CuC，N必须在加利福尼亚州完成。一个星期六早上不久，我去寻找CuCN最终发现在后架上的旧瓶子在汤姆·布鲁斯的实验室。我从来没有回来。两个月后，之后的Robert Wilhelm（Syntex，然后第二年毕业学生）不知疲倦地创造条件在仲碳上与“R2Cu（CN）Li2”进行取代反应卤化物，“高级”（H.O.）氰基氰。Wilhelm的初步成功，1981年末公开，证明2 RLi：CuCN比可以有效地替代二级卤化物。但其他替代，包括特别是环氧化物和甚至主要中心（例如，磺酸盐和卤化物），仍未得到解决。关于这些过程的立体化学结果（碳）？ 我们很高兴地欢迎来自Tufariello的实验室的一个新的研究生，在计划实验的想法和认识的1,4加法的领域仍然在投机的阶段

在SUNY水牛城，Joe Kozlowski（先灵犁）。一年之内，这些“铜人男孩”为H.O.奠定了基础。氰基酸酯成为合成有机化学胂的一部分。

环氧化物开口被发现是相当高产量和立体定向的（进行干净反转），单和通常三取代的情况提供优异的产率（方案1）。研究cuprate指导迈克尔的冲动添加到a，b-不饱和酮中太大，考虑它们在合成化学（例如，方案1）。因为只是大约是工作，我觉得不得不放弃我的个人项目，这是无处不在，并获得第一手基于CuCN的技术的经验。我专注于eno-ates，但我的实验室进展率（尴尬）没有任何地方接近Wilhelm或Kozlowski。因此，我害怕不得不谈论我的研究自己的小组会议！然而，在时间上，研究是完成，并且对于未封闭的烯醇。氰基特戊酸耦合很好（方案1）。虽然建立了立体化学结果环氧乙烷偶联是直接的，8这样做次要恒定卤化物是一个远没有吸引力的建议。在时间这个任务给了威廉，有白人工作的次要溴化物和约翰逊纸上相应的甲苯磺酸盐，两者都是显示与在碳处的干净反转耦合。至于

碘化物，已经假定它们遵循，和因此我们选择非二次碘化物（1）用EtzCu（CN）Li 2置换产物（3-甲基壬烷）从其具有已知的旋转用于比较目的（方案2）。在置换碘化物和小心的烃的气相色谱收集保证纯度，旋转对应不是约100％反转，而是大约1％113听到这个结果从威廉一个星期天夏天早晨割草我的草坪，我们都被数据困惑;毕竟，这些观察挑战了已经成为教科书的信息。我们阻止了通知年轻人Kozlowski，因为我们不想要他的交换顾问，或者明年的新生研究生忽略我们的新生程序。随后的辩论（和a几杯雪利酒），我说服了威廉姆斯如此令人沮丧的结果有时具有隐藏的意义。

毕竟...我还能说什么？ 因此，我们决定“检查”碘化物反应的常见观点使用R2CuLi反演，发现这里，也是，产品缺乏光学活性，碎片开始走到一起。执行相同的协议 1，X = Br。和低级（L.O.）试剂给出了预期的结果（方案2）。因此，看似坏消息迫使我们测试并最终调整错误的观念，一个//卤化物与cuprate反应的反演。第二代试剂：RtR，Cu（CN）Li 2 用词在部门H.O.cuprates仍然“OK”，我们能够说服大卫·帕克（斯克里普斯学院），有机化学在他的未来。到这个时候，我们看到了这些试剂到他们的进化发展的下一个阶段;那是，以确定第二“假”配体（即，除了氰基外）可以被发现使得仅仅需要在成形中投入一个等价的RtLi RtRrCu（CN）Li2。后来，电缆不仅用于共轭添加，而且用于替代预计反应是非平凡的，因为它是早期就认识到简单的烷基如甲基（例如）其允许大多数的选择性配体转移其它基团（包括乙烯基）在1,4-加成中，得到不可接受的产物混合物。此外，我们要求前体RrH是廉价的，容易用丁基锂（无添加剂）金属化，并且它没有显着牺牲的反应性混合H.O.cuprate它将成为一部分。所以帕克开始搜索;是比较新的化学，他没有被现有技术过度偏倚，因此 看着文学的化合物可能以高产率锂化，优选不存在活化剂（例如TMEDA）。好吧，他试了一下一切：乙炔，芳烃，二噻烷，杂原子，烯醇化物，大体积烷基，全氟烷基。事实上，从一些锂化化合物形成铜酸盐试图让tlus天我仍然不会承认有尝试。然后，我们终于公开了一份报告最近的葡萄酒从瑞典Nilsson / Ullenius集团指在此上下文中使用2-噻吩基L.O.cuprates。答对了！用2-锂三氟化硼。

在完成这项研究后不久，埃德蒙·埃尔斯沃斯到达圣巴巴拉和作为一个新的招聘，被给予调查引入Na +的影响的工作H.O.铜酸盐代替一个锂离子（即RtRrCu（CN）LiNa）。还没有正式在他的第一年的研究生学习，他迅速开发了一个简化的原型，基于早先的报告制备BuNa的多肽，和适当的滴定方法。噻吩的金属化这种强碱非常容易地形成sodio类似物2,1.0。铜酸盐5.加入RtLi完成序列t0 6（方案6）。

6的反应性，与卤化镁类似物3一样低于其对应物。产量也倾向于相对于Rt（2-Th）Cu（CN）Li 2降低，在方案7中，并支持的基本概念锂作为“gegenion”优于其他'mono-或diva-就试剂反应性和所述反应而言通常与烯酮和环氧化物的硫代铜酸盐电化学驱动过程。跨金属游戏

混合金属铜化学在我们的头脑中仍然新鲜，来自G.D.Searle的Jim Behling的电话来了一个专业对我们在这一领域的计划的影响。阅读我们的论文对R2Cu（CN）Li光谱的影响对他应该有任何平衡相关联H.O.形式（等式3）的铜酸盐：那么，游离RLi的分量可能被虹吸掉另一种有机金属存在，职业。1 H-NMR光谱，在THF中至少，表明不能检测到这样的平衡尽管如此，令人兴奋的可能性存在有机金属化合物的热选择，namics可能决定和促进重组，无论如何机械。Behling，作为Archie Campbell的成员研究小组（与Kevin Babiak和John Ng合作）建议的1-链烯基锡烷作为反应伙伴，处理这些否则稳定，可隔离的物种与R2Cu（CN）Lii2所需形成的混合物H.O.铜酸盐R（1-烯基）Cu（CN）Li 2借鉴先前的锂化（方程4）。

在评估各种R2Cu（CN）Li2后，最简单，Me2Cu（CN）Li2，被选为最有效的。各种的模型1-链烯基锡烷由Koerner和Robert Moretti（Syntex），进一步证明了通用性这种新的原位过程不会发生Gilman cuprate Me2CuLi（Scheme8）。

从工业的角度来看，这样一个简单，一锅路线t0 1-烯基油酸酯允许产生千克量的有效抗分泌剂米索前列醇（商品名，Cytotec），最近批准由美国使用联邦药物滥用（eq.5）。金属过程，代表了唯一其他用于硫酸铜盐形成的载体，由Gilman提出的荣誉组合（2RLi + CuX）接近四十年前，已经引发了相当大的利用其他类型的新合成方法的数量有机锡化合物。一个例子涉及BU3SnH，在那里我们想知道Bu2Cu（CN）Liz是否会ex-将“H”改变为“H”（方案9）。新试剂7可能表现为倾向于的氢化物的高反应性源1,4-加成。事实证明，当埃尔斯沃斯第一次这样做实验，将两种组分在-78℃下混合在10分钟内变为明亮的颜色变化

伴有剧烈的气体逸出。我们第一个想法是发生了酸碱反应产生丁烷和混合的锡酸锡8（路径a）。条件。虽然GC分析明确表明存在BU4Sn，气体的身份最终确定（通过Debbie Reuter，见路径b）通过收集和随后氢化a葡萄糖。相信留下的含铜物种（至少在很大程度上）8因为它表现为a其选择性地递送BU 3 Sn部分到几种不同类型的底物（方案10）。Appa-最初的金属化t0 7后面是一个偶数更快的双分子耦合（可能是激进样的自然）直接产生有用的新试剂。因此，a微小的非常温和的途径到锡香酯绕过先前形成的R3SnLi，已被揭露，在巴顿的意义上，“误解”。

BU3SnH与H.O.反应的容易程度。cuprate没有被忽视。此外，我们还没有解决方案的原始目标，找到一个新的hydrido铜酸盐。幸运的是，我们的有机反应章节的所有作者有机铜化学1975基础化合物是众所周知的挥发性和毒性的。文学的使用说服我们，没有简单，廉价的方式来获得含Me3Sn的材料：Me 3 SnCl和（Me 3 Sn）2是昂贵的和/或浪费的Me 3 SnH的发生需要操作。Wcwcrc自信，然而，Me3SnH会回应R2Cu（CN）Li2，如BU3SnH（见上文），因此为决定如果一个安全，简单的程序可以开发用于形成和处理Me3SnH，然后其立即进入铜盐形成应最终提供化合物如1-链烯基三甲基锡烷。

本研究的原料是Me 3 SnCl，能力的数量是必要的，因为许多计划实验以达到最佳条件用于还原。不是买这种氯化物，我们追踪其制备回发给Argus化学公司的专利公司描述了一个惊人的转换Me2SnCl2Me 3 SnCl，使用Fe屑，Ph 3 P，H 2 O和SnCl 4，> 90％产量！通过各种沟通渠道，盟友到达迈克·费施，谁让我们联系奥托Loeffler在新泽西网站，谁慷ously地供应我们与大量的Me2SnCl3。从这个工业添加剂，使用它们的程序的轻微修改我们现在能够制备> 50g批次的Me 3 SnCl 6 将Me 3 SnCl转化为的实验设计Me3SnH可以通过罗伊思素完成，正火，粉末状LiAlH 4用作还原剂。重要的是，发现三甘醇二甲醚选择的溶剂基于沸点和成本（如与二甘醇二甲醚或四甘醇二甲醚相反）。锅温度应理想地保持在60-68℃之间，以便维持a稳定蒸馏生成的Me 3 SnH，随后在干冰/丙酮温度下冷凝。通过这种方式，Me3SnH可直接转移（通过注射器或套管）转化成预形成的Bu 2 Cu（CN）L12，于是产生推定的混合锡烷基铜酸盐很少有人没有机会接触锡氢化物。所得试剂递送所需的配体例如，通过乙炔形成1-烯基三甲基速率，其随后相当地转移Me 3 Sn部分容易。虽然起始的二锡烷是非常昂贵的，这种转移金属工艺由于商业可得性而具有用于小规模反应的优点锡源和看似平凡但有效的性质的试剂制备。

由于三烷基甲硅烷基偶尔被认为是a“大质子”，指导cuprate攻击的概念向三甲基甲锡烷基硅烷中的锡是另一个有趣的方面。通过用Mc3SnH处理二异丙基氨基锂（LDA），然后加入 t-BuMe2SiCl或（叔）Me2SiCl，Reuter形成相应的甲硅烷基锡烷10a，b作为可蒸馏的，白色液体。这些大体积硅烷的暴露BuzCu（CN）Liz诱导transmetalation到甲硅烷基。不令人惊奇的是，试剂11以类似的方式表现那些被弗莱明广泛使用的，因此更喜欢将三烷基甲硅烷基转移到多种类型的偶合许多金属的化学化学，例如B，Cr，Si，Sn，Ti，Zn，Zr...，但不是Cu。我们的解释很简单;有很多文件，我们遇到的地方，与烯丙基铜酸盐的门添加失败凄惨，和这种连续的坏消息“必然已经产生了影响社区。

与Behling刚刚到达UCSB一个简短“工业休假”，我们决定开始研究通过金属转移形成烯丙基铜酸盐的前景方案基于烯丙基锡烷。早期的雪橇是艰难，在有限的时间内花费了我们很快开发出来的更好地了解锡的化学性质和易用性这种金属可以重新分配自己。约翰K.Stille，他的工作为US39提供了早期指导他的个人鼓励和洞察力是非常缺席;描述的配料：作为“纸袋反应”。换句话说，把所有的好东西放在那里，摇动它们，并希望他们出来...该项目搁置了一段时间，直到Robin A.J.史密斯（lhuversity的奥塔哥，新西兰）到达花了一个夏天在我们的实验室规范解决的问题发展条件。烯丙醇铜形成。成功终于实现了，再次雇用MezCu（CN）Liz（eq.7）。

有了这个障碍在背后，史密斯，EWsworth，Stuart Dimock和Robert Crow被组织起来，我的替代和共轭范围这些新发明的化学12.不久以前它们显着的反应活性明显。代换卤化物的反应需要谨慎选择离去组，氯化物在-78℃下反应（烯丙基）zCu（CN）Li2 <15分钟！环氧环己烯，众所周知地易于发生路易斯酸诱导的重排到环己酮在硫酸铜的影响下;得到所需的反式二恶烷产物优异产率（方案16）也已经进行了乙烯基spz中心的偶联，尽管合适的离去基团是关键的这里也是如此。Elworthy通过准备开始搜索乙烯基碘化物，其在-78℃确实产生1,4-二烯。然而，重要的副产品在形式的还原产物（方案17）。因此，碘化物太反应（如饱和情况），和下一个逻辑底物是溴乙烯。

一个惊喜等待着我们，虽然发生了耦合具有最小的还原，立体化学完整性的烯烃完全受损（方案17）。

一旦知道了这一点;结果，我觉得是时候与Elworthy的有机作业和Alexakis对基于cuprate的信息素论文以及的基石这取决于烯烃几何形状的严格维护。他的数据，但是，是无可辩驳的，并进一步说服我们这些铜矿不是典型的。寻找路线 1,4-二烯是出土的从卤化物到三氟甲磺酸盐的瘙痒团体能力，如果有的话，增加了，有只有偶尔竞争减少而没有损失立体化学。这种观察遵循的趋势磺酸盐一般不参与什么可能（除其他因素外）自由基型机制，与铜酸盐特别容易受到高度敏感的功能。

试剂，开始他们的任务conbrio在反应堆的顶部，烯丙基）2 Cu（CN）Li 2并使用环己烯加入“烯丙基金属化，从而达到高度官能化的铜酸盐。不幸的是，正如Emiliano Garcia，高度碱性的H.O.cuprates干扰了这一点目标，至少在三丁基锡烷方面。的相应的三甲基甲锡烷基系列，实现这一目标的巨大希望。我们拿股票，因此，在这些和许多其他类型的可能性的有机金属化合物可参与铜酸盐类似于卤化铜制剂（即，2RLi + CuX“R2CuLi LiX”），建议治疗的CuCN与2RLi的反应，得到“R2CuLi.LiCN”。组合对CuX和CuCN之间的化学/ Ca /差异-derivedcl种类是压倒性的，不管位置的介质中的氰基。这种审查，对科学无疑是非常健康的。但它也是相当讽刺，它应该现在就在这一点的脚跟帐户跟踪到多年的“高阶”比率化学！

注意：在提交此帐户后不久，我们收到Bertz提交的数据的手稿副本表明氰基磷酸酯不是“真实的”，但吉尔曼包含在铜酸盐球体内的LiCN试剂（即，R2CuLi-LiCN，其中氰基配体不与铜结合）。自然wc感到compcllcd设计cxpcrimcnts会明确地确定H0的存在（或缺乏）。氰基。由于ncw 1H和13C NMR数据，以及extcnsivc IR研究，我们确实证实了氰基配体与铜结合，并且不形成LiCN在将第二当量RLi添加到初始形式时（即RCu（CN）Li + RLi + RzCuLi-LiCN）。事实上，不仅由CuCN制备的铜酸盐保留氰基配体，但氰基铜是RzCuLi的动力学下沉向其中加入LiCN·HMPA或BU4NCN / THFlS6确认。我很高兴能表达我最温暖的感谢在文本中提到其姓名的同事以及他们的智力和实验贡献的参考我们的计划。来自多个来源的资金支持，包括NSF，PRF，Sloan和Dreyfus基金会，UCSB是感谢。

第五篇：化学论文

化学论文

——还地球家园一抹绿色

关键词：雾霾，PM2.5，低碳，绿色，环保，大气，污染，治理 摘要：

本文探究了雾霾天气的成因以及危害，在雾都伦敦的改变的借鉴下，对治理雾霾天气提出了意见和建议，倡导大家保护环境，低碳生活。正文：

在过去的这一年里，雾霾天气、PM2.5、PM10已经成了热词。雾霾天气是一种空气质量严重恶化的产物，在大气空间内造成能见度模糊的一种天气现象。其中属PM2.5（入肺颗粒物）对我们人类的影响最大，人在呼吸的时候会将有毒有害的细小颗粒物吸入气管和肺部，引起气管炎、肺炎甚至更加严重的疾病。

如此困扰我们的雾霾天气究竟是如何产生的呢？

首先，大气气压低，空气不流动，这是主要因素。由于空气的不流动，使空气中的微小颗粒聚集，漂浮在空气中。

第二，地面“灰尘”大，空气湿度低，地面的人和车流使灰尘搅动起来。而这样的“灰尘”主要是指汽车尾气，它是主要的污染物排放，近年来城市的汽车越来越多，排放的汽车尾气是雾霾的一个因素。

第三，工厂是工厂污染物的排放以及冬季和夏季空调等电器的碳排放。

造成如今大气污染的严重局面并不是一蹴而就的，是许多种不利因素结合的产物，要想治理大气污染，保卫蓝天，就必须从这些不同的因素着手，这是一个漫长而严峻的过程。

当年客居伦敦的老舍先生曾以 “乌黑的、浑黄的、绛紫的，以致辛辣的、呛人的”来形容雾都伦敦，严重的空气污染困扰着伦敦的每一个市民。有4700多人因呼吸道疾病而死亡，大雾之后几个月，又有8000多人死于非命。这样惊人的数据对英国人的震动很大，他们痛定思痛，下决心要摘掉伦敦“雾都”的帽子，这一切花了整整50多年。再看如今的伦敦，见到更多的是蓝天白云，偶尔在冬季或初春的早晨才能看到一层薄薄的白色雾霭。

能够顺利解决令很多国家头疼的空气污染，英国动用的利器有四招：一是立法提高监测标准，改善空气质量；二是科学规划公共交通，减少道路上行驶的车辆；三是控制汽车尾气、减少污染物排放；四是科学地建设城市绿化带。

几十年后，我国也面临着如此严重的大气污染问题，就拿上海来说，城市大气污染问题既与燃料结构有关，也是人口、交通、工业、建筑高度集聚的结果。我们也可以学习和效仿伦敦对于大气严重污染的治理。

首先，减少污染物的排放是至关重要的。减少污染物是遏制大气污染的源头。而在减少污染物上，第一要减少的是工业排放：燃料的充分燃烧；能源的充分利用；对排放的尾气进行无毒化处理„„同时，作为市民，我们也应该尽量少开私家车，减少汽车尾气的排放。

第二，多植树造林。绿色植物对于环境的保护作用是众所周知的，植物具有美化环境、调节气候、截留粉尘、吸收大气中有害气体等功能，可以在大面积的范围内，长时间地、连续地净化大气。尤其是大气中污染物影响范围广、浓度比较低的情况下，植物净化是行之有效的方法。

第三，大力开发新能源。加快发展水能、核能、风能、太阳能等的新能源，控制煤炭消费量，也可以减少污染的排放。

最后，积极呼吁绿色环保、低碳生活，鼓励公众积极参与环保活动也是必要的。只有大家积极配合，我们才能更加有效地控制大气污染，防治污染，还地球家园一抹绿色！