第一篇：催化原理总结
第一章
1.催化反应的三个特征 2.催化反应三种分类 催化剂两种分类
3.固体催化剂四种组成
助催化剂四种结构和载体的五种作用 催化剂的微观结构
4.催化反应性能的三个标准 5.多相催化反应的七个步骤 第二章
物理吸附和化学吸附的区别 物理吸附和化学吸附位能曲线 解离吸附和谛合吸附的概念
化学吸附态（H2,O2,CO,烯烃，炔烃）吸附等温线（五种）
Langmuir吸附等温方程推导（单分子，多分子）BET方程推导催化剂比表面 测定比表面的方法（N2吸附）
催化剂密度（真密度，假密度，比孔容，孔隙率，平均孔半径，孔径分布）扩散（Kundsen扩散）第三章
3.1酸碱催化剂的应用和分类（了解）3.2酸碱定义及酸碱中心的形成L酸和B酸定义；
单元氧化物L酸吸水转化为B酸
Tababe二元氧化物酸中心形成机理（Ti6Si4)3.3固体酸性质及其测定
H0的定义（H0=pKa+log(CB/CBH+）
TPD法和IR法测定酸中心 固体超强酸（H0<-10.6)3.4 酸碱催化作用及其催化机理 特殊酸碱催化（反应的速控步）
Bronsted规则ka=GaKaα 碳正离子的形成和反应规律 酸中心类型与活性选择性的关系 3.5 沸石分子筛
四个结构；四个类型分子筛
沸石分子筛酸中心形成的四种机理 沸石分子筛的择型催化作用及影响因素 催化裂化与热裂化的区别 第四章 4.1 金属催化剂的应用及特性（具有d带电子的元素）4.2 金属催化剂的化学吸附
以d电子解释金属催化剂的吸附热
（未结合d电子数越大，吸附热大，强吸附Fe； 未结合d电子数少，吸附热小，弱吸附Pt）
2.电子逸出功，电离势概念；两者与化学吸附的关系 3.化学吸附和催化活性的关系
(中等强度的吸附）88页图4-2 4.3金属催化剂电子因素与催化作用的关系 能带理论(金属原子紧密堆积，原子轨道重叠，分立的电子能级扩展为能带）
d带空穴（可以由磁距测得）
d带空穴需要适应反应电子数目的转移 价键理论;金属原子的共价键由杂化轨道构成
d%：d轨道占有杂化轨道的比例(Ni,30%d2SP3;70%,d3SP2)
d%越大，d带空穴越少；
d%增大，吸附热变小，吸附强度变低。4.4金属催化剂晶体结构与催化作用的关系 晶格，晶格参数和晶面的概念 晶体对催化作用的影响
几何角度：吸附位，键长和键角 能量角度：q=s/2 晶格缺陷引起催化活性变化（了解）4.5负载型催化剂
分散度的概念；分散度与晶粒大小的关系
结构敏感反应（C-C,C-O)结构非敏感反应（C-H)金属与载体的相互作用（实验证明的思路）溢流现象及其应用 4.6合金催化剂
几何效应和电子效应对催化反应活性的影响。
(Ni-Cu和Pd-Au)4.7金属催化剂催化作用的典型剖析
合成氨催化剂的助剂(Al2O3,K2O,CaO等）
Ag为乙烯环氧化反应催化剂的机理 催化重整反应对双功能催化剂的要求 第五章
1.过渡金属氧化物催化剂的结构类型,应用及其特点 2.导体、半导体、绝缘体的能带结构和类型 3.半导体、n型半导体、P型半导体形成
4.杂质对半导体催化剂费米能级Ef、逸出功、和电导率的影响 5.杂质对半导体催化剂的影响
6.半导体催化剂化学吸附与催化作用 A）受电子气体吸附
n型半导体上吸附
p型半导体上吸附
B)对于施电子气体吸附(P129表)7.化学吸附状态的三种类型： 弱键吸附
受主键吸附（强n键吸附）施主键吸附（强p键吸附）8.氧化物催化剂的半导体机理
9.过渡金属氧化物催化剂的氧化—还原机理 金属—氧键强度对催化反应的影响 金属氧化物催化剂氧化还原机理 10.过渡金属氧化物中晶体场的影响
d轨道的电子状态影响催化活性 11.过渡金属氧化物晶体场稳定化能
d轨道的能级分裂
晶体场的稳定化能（CFSE）
12.晶体场稳定化能对催化作用的影响 第六章络合催化剂及其催化作用
成键作用（价键，晶体场，分子轨道）Π键和σ键的形成 几种常见配体
金属中心的加成反应（+2和+1）取代效应和对位效应 插入，重排和转移反应
反应物的活化（烯烃，CO,H2)络合催化的机理
实例（wacker法乙烯氧化制备乙醛、Z-N催化剂烯烃聚合； 定向聚合；
羰基钴羰基合成、Wilkinson催化剂加氢反应）
第六章半导体对催化性能的影响小结
(1)N型有利于加氢还原，P型有利于氧化。
(2)费米能级的高低可以调节催化剂的选择性，如丙烯氧化制丙烯醛时，通过引入Cl-来改变催化剂的选择性。
(3)与金属电子构型的关系。d0、d10金属离子吸附时，d0无电子反馈，d10吸附较弱。表面物种较为活泼，不会发生深度氧化。
(4)对于C-C键断裂的催化过程，反应的关键是氧的活化，表面物种为亲电子的O2-和O-。对于无C-C断裂的主要采用O2-晶格氧。费米能级EF是半导体中价电子的平均位能。逸出功是克服电子平均位能的能量。本征半导体中，EF在满带和导带之间； N型半导体中，EF在施主能级和导带之间； P型半导体中，EF在受主能级和满带之间。逸出功：n型<本征
一、杂质对半导体催化剂的影响 1)、对n型半导体
A）加入施主型杂质，EF↗Φ↘导电率↗ B）加入受主杂质，EF ↘Φ↗导电率↘ 2)、对p型半导体
A）加入施主型杂质EF↗Φ↘导电率↘ B）加入受主型杂质EF ↘Φ↗导电率↗
二、氧化物催化剂的半导体机理
Ef越高，自由电子浓度增加，受主型反应催化活性提高。同晶取代，降低了Ef;活性降低
Na>1%,杂质取代，作为施电子体
半导体催化剂制备过程中，应添加原子半径大的离子，作为施电子体。
三、n型半导体生成条件
A）化合物中含有过量的金属原子或低价离子 B）氧缺位
C）高价离子取代晶格中的正离子 D）引入电负性小的原子。(掺杂)
四、P型半导体生成条件
A）非化学计量比氧化物中出现正离子缺位。B）用低价正电离子取代晶格中正离子。
C）向晶格掺入电负性大的间隙原子(电负性较大原子的掺杂)。
第二篇：催化原理模拟题(开卷)
中国地质大学（北京）继续教育学院2013年03课程考试
《催化原理》模拟题（开卷）
相对原子质量：H：1C：12O：16Cu：64Zn：65一．单项选择题
1．下列物质中，属于强电解质的是（B）．．．．
A．铜
B．硫酸钡C．一水合氨
D．酒精
2．下列变化过程中，需要吸热的是（D）
A．生石灰与水混合B．天然气燃烧 C．浓硫酸溶于水D．干冰气化
3．用石墨电极电解下列溶液，阴、阳两极均产生气体且气体物质的量之比为2∶1的是
(B)A．食盐水
B．硫酸钠溶液
+
C．硫酸铜溶液
－
D．氯化铜溶液
4．下列离子方程式正确的是(A)
A．碳酸的电离：H2CO3H + HCO
3B．将金属钠放入水中：Na + 2H2O ＝ Na++ 2OH－ + H2↑ C．碳酸钠水解：CO3
+
2－
+ 2H2O ＝ H2CO3 + 2OH
3+
－
D．向氯化铝溶液中加入过量的烧碱溶液：Al．．．
－
+ 3OH ＝ Al(OH)3↓
D．NaOH固体
－
5． 为了配制NH4的浓度与Cl的浓度比为1∶1的溶液，可以在NH4Cl溶液中加入适量(C)
A．浓盐酸
B．NaCl固体
C．浓氨水
6．下列说法正确的是（A）
A．镀层破损后，白铁皮(镀锌铁板)比马口铁（镀锡铁板）更耐腐蚀 B．埋在潮湿地下的铁管道比地上的铁管道更耐腐蚀
C．钢铁发生析氢腐蚀时，正极上发生的电极反应式为：Fe-e= Fe D．在钢铁表面涂上一层油漆，不能达到防止钢铁锈蚀
7．常温时，一种pH＝3的酸溶液和一种pH＝11的碱溶液等体积混合后，溶液呈酸性。其原因
可能是（B）
A．浓的强酸和稀的强碱溶液反应C．等浓度的弱碱和强酸溶液反应
B．浓的弱酸和稀的强碱溶液反应 D．生成了一种强酸弱碱盐
－
3+
8．银锌（Ag—Zn）可充电电池广泛用做各种电子仪器的电源，电解质为KOH。其电池总反
放电 应式为Ag2O + Zn + H2O2Ag + Zn(OH)2，下列说法正确的是(C)
A．放电时Ag2O参与反应的电极为负极 B．放电时正极附近的pH逐渐减小
C．充电时阴极的电极反应为：Zn(OH)2 + 2e－ ＝ Zn + 2OH－ D．充电时每生成1 mol Ag2O转移1 mol电子A．2K+中的2表示钾离子的个数是2B．Cu中的2表示铜的化合价是+
2C．C2H5OH中的2表示一个乙醇分子中含有的碳原子数是2
第1页（共5页）
2+
充电
9．对下列化学用语中2的含义叙述不正确的是(D)
D．CO(NH2)2：中括号外的2表示一个尿素分子含有的NH2原子团数是2
10．有40G质量分数为5%的CaCL2溶液，若将其质量分数增加到10%，应采用的方法是（C）
A．把溶剂蒸发掉一半B．加入40G质量分数为20%的CaCL2溶液 C．把溶剂蒸发掉20GD．加入2GCaCl2固体 11．下列说法正确的是（C）
A．为了节省药品，实验结束后应将剩余药品放回原瓶 B．为了皮肤消毒，涂抹酒精药液越浓杀菌消毒效果越好 C．食醋中约含3～ 5%的乙酸
D．氢气还原CuO后，试管里残留固体可用稀盐酸除去
12． 现有一块北方盐湖结晶析出的白色晶体．可能含有Na2CO3、Na2SO4、NaC1中的-种或几种，为了证明其成分，加入试剂的正确顺序为(B)
①加水溶解 ②加入足量的硝酸钡溶液 ③加入足量硝酸 ④加入硝酸银溶液A．④②③①B．①③②④C．④②①③D．①③②③ 13．下列家庭小实验不能成功的是(D)
A．用铅笔芯的粉末使锁的开启变得更灵活
B．用纯碱和醋作用生成的气体来熄灭烛光
C．用盐酸、石灰水证明鸡蛋壳的主要成分含有碳酸盐 D．在煤炉上放一盆水来防止煤气中毒
14．在制取下列物质的实验设计中，理论上正确，操作上可行，经济上合理的是（B）A.Cu(NO3)2 溶液 Cu(OH)2B.CaCO3 CaO Ca(OH)2 NAOHC．Fe2O3 Fe2(SO4)3D．CuO Cu(OH)2 CuSO
4二.填空题
1． 25℃时，有下列五种溶液：
①0.1mol/L CH3COOH溶液②pH=13 NaOH溶液③ 0.05mol/L H2SO4④0.1mol/L Na2CO3溶液⑤含有足量AgCl固体的饱和AgCl溶液 请根据要求填写下列空白：
（1）溶液④呈碱性（填“酸性”、“碱性”或“中性”），其原因是
2－－－
（2）在上述①至④四种溶液中，pH由大到小的顺序为②④①③﹝填序号﹞（3）将该温度下a mL的溶液②与b mL的溶液③混合，所得混合溶液的pH=7，则a:b =
1（4）若溶液④和Al2(SO4)3溶液混合，观察到有白色絮状沉淀和无色气体生成，该反应的离
子方程式为2Al3+2-（5）若在溶液⑤中分别放入：A、100mL蒸馏水中；B、100mL 0.2 mol·L－1AgNO3溶液中；C、100 mL 0.1 mol·L－1AlCl3溶液中；D、100mL 0.1 mol·L－1盐酸溶液中。充分搅拌后，银离子浓度最小的是C（填序号）．．
2． SO2的催化氧化是工业制取硫酸的关键步骤之一，该反应的化学方程式为：
2SO2+O
22SO3，H<0。
请回答下列问题：
（1）判断该反应达到平衡状态的标志是bc（填字母）。
a．SO2和SO3浓度相等b．SO2百分含量保持不变
c．容器中气体的压强不变d．SO3的生成速率与SO2的消耗速率相等（2）当该反应处于平衡状态时，在体积不变的条件下，下列措施中有利于提高SO2平衡转．．．．
化率的是bd。（填字母）
a．向装置中再充入N2b．向装置中再充入O2c．改变反应的催化剂d．降低温度
（3）将0.050 mol SO2(g)和0.030 mol O2(g)放入容积为1 L的密闭容器中，在一定条件下
达到平衡，测得c(SO3)＝0.040 mol/L。计算该条件下反应的平衡常数K和SO2的转化率(不必写出计算过程)。
①平衡常数K=1.6×103； ②平衡时，SO2的转化率α(SO2)=80%。
SO32－＋H＋，（4）SO2尾气常用饱和Na2SO3溶液吸收，减少SO2气体污染并可得到重要的化工原料NaHSO3。
已知NaHSO3溶液同时存在以下两种平衡：①HSO3－②HSO3－＋H2O
H2SO3＋OH－；常温下，0.l mol/L NaHSO3溶液的pH<7，则该溶液中
c(H2SO3)＜c(SO32－）（填“>”、“=”或“<”)。
3．物质的有关用途：①作调味剂 ②制肥皂和造纸 ③作电极 ④改良酸性土壤 ⑤蒸馒头的除去面团发酵生成的酸 ⑥填充气球 ⑦配制农药波尔多液⑧复合肥料
请将上述用途的序号填入下列相应物后面横线上：（1）③（2）⑦（3）①（4）②（5）⑥（6）⑤（7）④⑦（8）⑧
(1)石墨 ；(2)胆矾 ；(3)氯化钠 ；(4)烧碱 ；(5)氢气 ；(6)纯碱 ；(7)消石灰；(8)硝酸钾。
4．日常生活中，用于保护钢铁样品（如自来水等）所使用的银粉实际上是金属Al的粉末；家用热水瓶内胆壁上的金属是Ag；温度计中填充的金属是Hg。
三.实验题
1．酸碱中和滴定是中学化学常见实验。
某同学欲测定某浓硫酸样品的物质的量浓度，进行了以下实验操作： A．冷却至室温后，在100mL容量瓶中定容配成100mL稀硫酸。B．量取20.00mL稀硫酸于锥形瓶中并滴入几滴指示剂。．．．．．．．
C．将酸式滴定管和碱式滴定管用蒸馏水洗涤干净，并用各待盛溶液润洗。D．将物质的量浓度为1.50 mol·L－1的标准NaOH溶液装入碱式滴定管，调节液面记
下读数V1。
E．继续滴定至终点，记下读数为V2。
F．在锥形瓶下垫一张白纸，把锥形瓶移到碱式滴定管下小心滴入NaOH标准溶液，边
滴边摇动锥形瓶。
G．量取浓硫酸样品5 mL，在烧杯中用蒸馏水溶解。．．．H．重复以上实验。请回答下列问题：
（1）该实验正确操作步骤的顺序为 G→ A →C→B→D→F→E→ H
（用编号字母填写）。
（2）量取5mL浓硫酸的仪器是量筒；量取20.00mL稀硫酸的仪器是 酸式滴定管。（3）选用的指示剂是酚酞或甲基橙
。滴定过程中，视线应注视 锥形瓶中溶液颜
色的变化；判断到达滴定终点的现象是 溶液由无色变成红色（或溶液由红色变成橙色）且30s内不褪色；读数时，视线应相平于（填“高于”、“低于”或“相平于”）溶液凹液面的最低处。（4）下表是实验测得的有关数据：
滴定 序号 ① ②
待测稀硫酸 的体积(mL)20．00 20．00
所消耗NaOH标准溶液液的体积(mL)
V1 0．50 6．00
－
1V2 22．60 27．90
请计算出该浓硫酸样品的浓度为16.5mol·L(不必写出计算过程)。．．．
2.„„有一些花的颜色是红的、蓝的或紫的：这些花里含的色素叫花青素。花青素遇到酸就变红，遇到碱就变蓝„„(摘自：仇春霖《万紫千红的花》)·
小红在阅读此段文字后，做了如下家庭实验：将一朵紫色喇叭花泡在肥皂水里，喇叭花很快就变成了蓝色。她又将另一朵紫色喇叭花泡在家庭厨房里的某种调味品中，喇叭花变成了红色。请你根据以上实验现象回答：
(1)肥皂水的PH大于7(填大于;小于或等于;)；(2)小红选用的调味品可能是白醋；
(3)喇叭花汁液的性质与化学实验室中常用的紫色石蕊性质相似。3.阅读短文，回答问题：
人工降雨是怎么回事?利用碘化银进行人工降雨，其主要原理就是运用了冷凝催化剂机制。具体地说，就是利用高炮，将碘化银炮弹发射到高空云团的零度层以上，利用碘化银在高 空分解生成银单质和碘单质，形成人工冰核。这些冰核经过水汽凝聚，形成冰晶。冰晶发展到一定的程度，它们将通过零度层下降，之后融化，形成雨滴。
今年春天，同安和金门发生了严重的旱灾，5月14日，市使用了500发碘化银炮弹，实现了人工降雨30～50MM，大大缓解了灾情。
另查资料知：碘的元素符号为I，其常见化合价为-1价，碘单质化学式为I2。(1)写出碘化银分解的化学方程式。2AgI＝2Ag十I
2(2)分析上述人工降雨过程中发生的变化，将其中的物理变化和化学变化各举一例。物理变化：水汽凝华，又形成了冰晶。化学变化：碘银分解(3)写出另外一种可用于人工降雨的物质名称。CO2
(4)请你提出一个解决市用水危机的预防性方案。A．从保护水源的角度：保护水源； B．从节约用水的角度：如节约家庭和工业用水；利用海水冲厕等；C.从废水的综合利用：如家庭或工厂废水的循环使用；D．从水资源的开发：如海水的淡化等；E．从人工增雨的技
术开发：研究人工增雨；F．从保护环境上：植树造林等。
4.按下列化学反应基本类型依次填入四个化学方程式，要求后一个反应的反应物中必须含有前一个反应的生成物。
（1）分解反应： H2O 2H2↑+O2或 Cu(OH)2CO3 2CuO+H2O+CO2↑（2）置换反应： H2+CuO Cu+H2O或H2+CuO Cu+H2O（3）化合反应： CaO+H2O=Ca(OH)2或2Cu+O2 2CuO
（4）复分解反应： Ca(OH)2+2HCl=CaCl2+2H2O或 CuO+H2SO4=CuSO4+H2O
四.计算题
1.为了对海水的氯化物（假设以NaCl计算）进行成份分析，甲、乙、丙三位同学分别进行实验，他们的实验数据如下，请仔细观察分析，回答下列问题：甲 乙 丙
所取海水样品的质量（G）100 50 50 加入AGNO3溶液的质量（G）50 50 75
反应后所得的沉淀物的质量（G）1.435 1.435 1.435(1)上述实验中两种溶液恰好完全反应是哪一个?
(2)计算海水中的氯化钠的质量分数是多少?(最后结果保留3位有效数字)解：（1）乙
（2）设50 G海水中含NACL质量为X NACL + AGNO3 = AGCL↓ + NANO3 58.5 143.5 X 1.435G X=0.585G
NACL质量分数 = 0.585G/50G*100% =1.17%
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：载体热催化传感器工作原理
载体热催化传感器工作原理
催化燃烧式甲烷传感器的工作原理是：在传感元件（含敏感元件，以下同）表面的甲烷（或可燃性气体），在催化剂的催化作用下，发生无焰燃烧，放出热量，使传感元件升温，进而使传感元件电阻变大，通过测量传感元件电阻变化就可测出甲烷气体的浓度
第五篇：催化车间安康杯竞赛活动总结
催化车间安康杯竞赛活动总结
认真贯彻落实公司《关于开展2014年“安康杯”竞赛活动的通知》精神，结合生产实际，催化车间紧紧围绕“强化红线意识，促进安全发展”的活动主题，扎实开展2014年“安康杯”竞赛活动进一步提高了车间员工的安全意识，促进了车间安全文化建设，为下一步的安全生产打下了坚实的基础。现将“安康杯”竞赛活动总结如下：
一、催化车间高度重视，精心部署
为确保本次“安康杯”竞赛活动的各项工作有效落实，使活动收到最大实效，催化车间高度重视，4月5日，催化车间召开“安康杯”竞赛活动动员大会，并成立了 “安康杯”竞赛活动领导小组，负责组织、监督、检查、协调“安康杯”竞赛活动的全过程，制定出活动内容、方案和活动时间表，做到有组织，有领导，有条不紊地组织开展 “安康杯”竞赛活动。同时吴俊银主任对2014年“安康杯竞赛活动”提出了具体的工作要求和部署，要求各班组负责人，要广泛发动全体职工，积极参与公司及车间组织的各种“安康杯”竞赛活动，努力提高车间员工的安全生产意识和安全操作水平。
二、广泛宣传，注重实效
为了做好“安康杯”竞赛活动的宣传工作，催化车间于4月份就积极搜集、整理各项“安康杯”活动资料，并及时下发班组进行宣传、学习，营造了良好的活动氛围，拉开了“安康杯”竞赛活动的序幕。5月15日组织了一次“读一本安全生产知识书籍”活动；6月份以安全月活动为主题的黑板报竞赛，本次黑板报竞赛主题鲜明，版面新颖，形式多样，内容丰富，广泛宣传了党和国家安全生产法律法规、方针政策和公司管理制度，以及安全生产技术知识，推动全员牢固树立“强化红线意识，促进安全发展”的理念，为“安康杯”竞赛活动的顺利开展做好了铺垫。
三、积极开展“安康杯”的各项活动，不断提高员工安全素质
6月份车间积极组织员工观看QHSE组织的教育警示片，车间也组织了“今天我是安全员”活动，让员工查找身边的安全事故隐患；同是也组织本车间员工认真学习安全方面的知识，选出优秀选手参加公司组织的安全知识竞赛，车间员工苏玉华取得了三等奖的成绩；为了参加公司组织的消防比武，催化车间认真组织，刻苦训练，在比赛中取得了佳绩。在工会组织的“安全在我心中”的演讲比赛活动中，张霞取得了第一名。台上一分钟，台下十年功，这充分说明了我们催化车间高度重视，并认真对待了本次活动。
四、组织事故演练，提高全员风险防范意识和应急救援能力为加强对危化品突发事故应急处置和员工自救互救能力，在“安康杯”竞赛活动期间，车间有选择性的开展了各项事故救援预案演练，通过事故应急救援预案的演练，提高员工的事故防范意识和事故救援与处置能力，提高应急预案的有效性和操作性，为进一步健全完善了公司事故预警和应急处置机制打下了良好的基础。
五、开展安全隐患排查治理行动，落实安全生产责任制
活动期间，车间结合实际，组织开展了每周一次的自查自纠安全检查。6月18日组织了三季度综合安全检查和考评，主要从安全责
任制落实、现场管理、危化品以及重大危险源管理、消防安全等相关管理规定或标准进行检查考评，共查出安全隐患30余项，各班组对存在的问题进行了认真分析，加强安全生产责任制的落实，有效防范了安全事故的发生。
六、开展“我为安全献一策”安全合理化建议活动
“安康杯”竞赛活动期间，车间还组织了“我为安全献一策”安全合理化建议活动，要求各班组要发动全体员工积极参与安全生产合理化建议活动，充分发挥广大员工创新能力，从制度管理、操作规程、工艺、设备、职业危害防治等方面，提出安全生产合理化建议，推广安全生产先进经验，促进工艺、设备改进，提高安全技术装备和本质化安全水平。车间共收到班组上报有价值的安全建议 8条。对这些合理化建议车间将积极采纳，不断完善安全管理，排查安全隐患，减少安全事故的发生。
七、存在的问题
1.通过“安康杯”竞赛活动的开展，暴露出车间的安全宣传工作及员工的安全意识还有待进一步加强和改进；
2.各项事故应急救援预案还需通过不断的演练来进一步完善，提高事故应急演练的真实性和预案的可操作性。
总之，今年的“安康杯”竞赛活动，得到了公司领导和全体员工的大力支持，各班组围绕“强化红线意识，促进安全发展”的活动主题，认真开展了各项安全生产宣传教育和安全文化建设活动，增强了车间员工的安全意识和事故防范与处置能力，强化了基层班组安全文化建
设，进一步夯实了安全基础管理工作，为公司安全生产持续、平稳的运行提供了坚实的保障。
催化车间
2014年8月9日
点击咨询 