催化剂工程导论 - 大纲及思考题答案(3)

2019-08-17 13:29

答:1)沉淀的陈化:沉淀在形成后发生的一切不可逆变化。

2)陈化操作:沉淀形成后不立即过滤,而将沉淀物与其母体一起放置一段时间。

3)在沉淀过程中,沉淀物与母体一起放置一段时间时,由于细小的晶体比粗大的晶体溶解度大,溶液对于大晶体而言已达到饱和,而对于细小晶体尚未达到饱和,于是细晶体逐渐溶解,并沉积于粗晶体上。如此反复溶解、沉积的结果,基本上消除了细晶体,获得了颗粒大小较均匀的粗晶体。此外,孔隙结构和表面积也发生了相应的变化。而且,由于粗晶体总表面积较小,吸附杂质较小,在细晶体之中的杂质也随溶解过程转入溶液。此外,初生的沉淀比一定具有稳定的结构,他们与母体在高温下一起放置,将会变成稳定的结构。某些新鲜的无定形或胶体沉淀,在陈化过程中逐渐转化而结晶也是可能的。 10、沉淀是如何带入杂质的?

答:表面吸附、形成混晶(固溶体)、机械包藏等。 11、如何减少或避免杂质的引入?P36

答:(1)针对不同类型的沉淀,选用适当的沉淀和陈化条件

(2)在沉淀分离后用适当的洗涤液洗涤 (3)必要时进行在沉淀

12、在催化剂制备中如何进行洗涤?P37

答:溶解度较小的非晶形沉淀,应该选择易挥发的电解制稀溶液洗涤,减少形成胶体的倾向。温热的洗涤液容易将沉淀洗净。洗涤常用倾析法和过滤法。 13、干燥的目的是什么?P37

答:用加热的方法脱除已洗净湿沉淀中的洗涤液。 14、焙烧的目的是什么?P37

答:(1)通过物料的热分解,除去化学结合水和挥发性物质,使之转化为所需要的化学成分,其中可能包括化学价态的变化。

(2)借助固态反应、再结晶,获得一定的晶型、微

粒粒度、孔径和比表面积等。

(3)让微晶适度地烧结,提高产品的机械强度。

第三章 催化剂性能的评价、测试和表征

1. 比速率的概念(体积比速率、质量比速率、面积比速率)。转化率的定义、空速、 空时、时空得率、选择性、收率、单程收率 P72

2. 气-固相催化反应的历程和机理 P74

3. 积分反应器、微分反应器、无梯度反应器的优缺点 P75 4. 评价与动力学试验的流程和方法 P80 5.如何设计实验排除内扩散的影响 P82

6. 如何设计实验排除外扩散的影响 P82 7. 催化剂的粒径测定方法 P89 8. 机械强度测定方法P91~92

9.什么是催化剂中毒?毒物有哪些?P92 10. 评价和比较催化剂抗毒稳定性的方法?P93 11. 催化剂比表面积的测定方法?P93 12. 叙述BET法测单一比表面积的原理。P93 13. 测定气体吸附量的方法有哪些?P95

14. 催化剂孔结构定义:堆密度、颗粒密度和真密度、比孔容积、孔隙率 P98

15. 孔径分布的测定方法?P99

16. 热分析技术在催化剂研究中的应用 P106

第四章 工业催化剂的开发

1、如何开发工业催化剂?P114

2、在开发工业催化剂时,如何准备资料?P116 3、剖析催化剂参考样品的最终目的是什么?P116 4、什么是设备的放大效应?P133

5、举例说明制备催化剂时设备放大效应的正负面影响。P133

6、中型评价实验的目的是什么?

第五章 工业催化剂的制备设计

1、 简述催化剂设计的一般程序。P153

2、在催化剂设计中,如何判断反应热力学上是否可以进行?P158

3、研究非均相催化反应的机理,包括哪些方面? 4、如何选择主催化剂?P176~182

答: ⑴从活性样本推断 (2)从吸附和吸附热推断

(3)从几何对应性推断(4)从电子态效应推断

5、多相催化反应中,反应物在催化剂作用下转变成生成物的过程可以分为哪几个步骤?P181

答:①反应气体通过扩散接近催化剂

②反应气体和催化剂表面发生相互作用,也即发生

化学吸附

③由于吸附,反应物分子的键变松弛或断裂,或同其他分子相结合,在催化剂表面发生原子和分子的重排,也即发生化学反应

④新生成的分子作为生成物向气相逸散,即产物脱

6、反应气体在催化剂表面上吸附强度如何才能使反应活性最好?为什么?

答:

7、选择调变性助催化剂的原则是什么?P184

答:选择调变性助催化剂的原则:强化主催化剂的优

点,克服其缺点。

8、选择结构性助催化剂的原则是什么?P186

答:1.要有较高的熔点,在使用条件下是稳定的,最

好不易被还原成金属。

2.对于催化反应是惰性的,否则就可能改变催化

剂的活性或选择性。

3.结构性助催化剂应不与活性组分(主催化剂和

调变性助催化剂)发生化学变化。 9、选择载体时要考虑些什么因素?P187

答:化学方面要考虑:比活性,活性组分间的相互作用

(涉及选择性,双功能催化剂),催化剂活性(稳定性,抗毒,抗烧结)和反应物或溶剂无相互作用等。 物理方面要考虑:比表面积(影响活性,活性组织分布),孔隙率(影响传质传热),颗粒尺寸与性状(涉及孔扩散,阻力降),机械稳定性,热稳定性,堆密度(单反应气体积活性组分含量);活性相稀释(避免热点),可分离性(粉末催化剂的过滤)等。

10、反应物分子在催化剂孔内的扩散机理有哪些?它们的定义是什么?

答:


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