催化剂的应用性质及发展趋势论文.doc

- PAGE . z 催化剂的应用﹑性质及开展趋势 摘要：本文较全面地介绍了国内外多种催化剂新技术、新材料和新产品开展动态和开展趋势，针对我国催化剂技术开展现状，对催化剂行业的开展提出了自己的见解。以及通过一些简单的举例来验证催化剂的一些作用。 关键词：催化剂、化学反响。 引言：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。 催化剂开展史概述 萌芽时期〔20世纪以前〕、奠基时期〔20世纪初〕、金属催化剂、氧化物催化剂、液态催化剂大开展时期〔20世纪30～60年代〕、催化剂生产规模的扩大、工业催化剂品种的增加、有机金属催化剂的生产、选择性氧化用混合催化剂的开展、加氢精制催化剂的改进分子筛催化剂的崛起、大型合成氨催化剂系列的形成、更新换代时期〔20世纪70～80年代〕、高效络合催化剂的出现、固体催化剂的工业应用、分子筛催化剂的工业应用、环境保护催化剂的工业应用、生物催化剂的工业应用中国催化剂工业的开展 催化剂的主要作用是降低化学反响的活化能，加快反响速度，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开展的最有效的动力之一。一种新型催化材料或新型催化工艺的问世，往往会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*围迅速开展；20世纪50年代末，Ziegler－Natta催化剂开创了合成材料工业；20世纪50年代初，分子筛凭借其特殊的构造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*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开展机遇。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，建立和开展资源节约型农业、工业、交通运输以及生活体系；经济开展使环境污染蔓延、自然生态恶化，要求建立和开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，许多国家尤其是兴旺国家，非常重视新催化剂的研制和催化技术的开展，均将催化剂技术作为新世纪优先开展的重点。 正文 1.原理及应用 1.1原理与特征 催化剂参与催化反响，但反响终了时，催化剂的化学性质和数量都不变。催化剂只能缩短到达平衡的时间，而不能改变平衡状态。催化剂不改变反响系统的终末状态，如果反响在恒温或恒压下进展，自然也不会改变反响热。另外，催化剂对反响的加速作用具有选择性。催化剂的特征：只能对热力学上可能发生的反响起作用，热力学上不可能发生的反响，催化剂对它并不起作用。通过改变反响途径以缩短到达平衡的时间，催化剂有选择性，选择不同的催化剂会有利于不同种产物的生成。 只有在特定的条件下催化剂才能外表活性，否则将失去活性，或发生催化剂中毒。 1.2应用 〔1〕金属催化剂　 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，经热熔法并参加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根底技术，包括过渡金属氧化物、盐类的复原技术和合金的局部萃取技术等，催化剂的材质也从铂扩大到铁、钴、镍等较廉价的金属。 (2)氧化物催化剂 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。德国曼海姆装置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展第二段转化。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，并成为群众的商品催化剂。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。 〔3〕液态催化剂 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物品。 〔4〕高效络合催化剂 60年代，曾用钴络合物为催化剂进展甲醇羰基化制醋酸的