第一篇：催化化學論文

催化化學期末論文（設計）

題目：催化劑的研究發展及應用簡介

學 院： 化學與化工學院

專 業： 材 料 化 學 班 級： 材 化 101 班 學 號： 1008110024 學生姓名： 朱 清 元 教 師： 袁 強

2013年6月14日

目 錄

摘 要..........................................................................................................................3 Abstract..........................................................................................................................3 第一章 前 言............................................................................................................4 第二章 催化劑技術發展歷史簡介............................................................................4 2.1萌芽時期........................................................................................................5 2.2奠基時期........................................................................................................5 2.2.1金屬催化劑的出現...............................................................................5 2.2.2氧化物催化劑的出現...........................................................................6 2.2.3液態催化劑的出現...............................................................................6 2.3更新換代時期................................................................................................6 2.3.1高效絡合催化劑的出現.....................................................................6 2.3.2 固體催化劑的工業應用....................................................................7 2.3.3分子篩催化劑的工業應用.................................................................7 2.3.4環境保護催化劑的工業應用.............................................................7 2.3.5生物催化劑的工業應用.....................................................................8 第三章 新型催化劑的開發與應用..............................................................................8 3.1新型煉油與化工催化劑的研究......................................................................8 3.2新型汽車尾氣凈化催化劑研究......................................................................9 3.3新型光催化劑的研究......................................................................................9 3.4新型生物催化劑研究....................................................................................10 第四章 對我國催化劑研究的一些建議....................................................................11 4.1加快環保催化劑開發速度............................................................................11 4.2高分子聚合催化劑........................................................................................11 4.3有機合成、精細化工催化劑........................................................................11 4.4新催化材料的研制及應用............................................................................11 參考文獻......................................................................................................................13

催化劑的研究發展及應用簡介

摘 要

本文較簡單的的介紹了催化劑的發展歷史及介紹了國內外各種催化劑新技術、新材料、新產品發展動態和發展趨勢，針對我國催化劑技術發展現狀，對催化劑行業的發展提出了自己的見解。關鍵詞：催化劑 技術 材料 新產品

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

催化劑又稱觸媒，在初中階段的定義是能改變化學反應速率，而本身的質量、組成和化學性質在參加化學反應前后保持不變的物質。例如二氧化錳可以作為過氧化氫（雙氧水）分解的催化劑。催化劑分為和正催化劑逆催化劑，正催化劑有助于反應向正方向移動，逆催化劑有助于反應向逆方向移動。

催化劑的主要作用是降低化學反應的活化能，加速反應速率，因此被廣泛應用于煉油、化工、制藥、環保等行業。催化劑的技術進展是推動這些行業發展的最有效的動力之一。一種新型催化材料或新型催化劑工業的問世，往往引發革命性的工業變革，并伴隨產生巨大的社會和經濟效益。1913年，鐵基催化劑的問世實現了氨的合成，從此化肥工業在世界范圍迅速發展；20世紀50年代初，分子篩憑借其特殊的結構和性能引發了催化領域的一場變革；20世紀70年代，汽車尾氣凈化催化劑在美國實現工業化，并在世界范圍內引起了普遍重視；20世紀80年代，金屬茂催化劑使得聚烯烴工業出現新的發展機遇。目前，人類正面臨著諸多重大挑戰，如：資源的日益減少，需要人們合理開發、綜合利用資源，建立和發展資源節約型農業、工業、交通運輸以及生活體系；經濟發展使環境污染蔓延、自然生態惡化，要求建立和發展物質全循環利用的生態產業，實現生產到應用的清潔化。這些重大問題的解決無不與催化劑和催化技術息息相關。因此，許多國家尤其是發達國家，非常重視新催化劑的研制和催化技術的發展，均將催化劑技術作為新世紀優先發展的重點。

第二章 催化劑技術發展歷史簡介

從19世紀末至20世紀初，化學工業中利用催化技術的生產過程日益增多，為適應對工業催化劑的要求，逐步形成了產品品種多、制造技術進步、生產規模和產值與日俱增的催化劑工業。

2.1萌芽時期

催化劑工業發展史與工業催化過程的開發及演變有密切關系。1740年英國醫生J.沃德在倫敦附近建立了一座燃燒硫磺和硝石制硫酸的工廠接著，1746年英國J.羅巴克建立了鉛室反應器，生產過程中由硝石產生的氧化氮實際上是一種氣態的催化劑，這是利用催化技術從事工業規模生產的開端。1831年P.菲利普斯獲得二氧化硫在鉑上氧化成三氧化硫的英國專利。19世紀60年代，開發了用氯化銅為催化劑使氯化氫進行氧化以制取氯氣的迪肯過程。1875年德國人E.雅各布在克羅伊茨納赫建立了第一座生產發煙硫酸的接觸法裝臵，并制造所需的鉑催化劑，這是固體工業催化劑的先驅。鉑是第一個工業催化劑，現在鉑仍然是許多重要工業催化劑中的催化活性組分。19世紀，催化劑工業的產品品種少，都采用手工作坊的生產方式。由于催化劑在化工生產中的重要作用，自工業催化劑問世以來，其制造方法就被視為秘密。2.2奠基時期

在這一時期內，制成了一系列重要的金屬催化劑，催化活性成分由金屬擴大到氧化物，液體酸催化劑的使用規模擴大。制造者開始利用較為復雜的配方來開發和改善催化劑，并運用高度分散可提高催化活性的原理，設計出有關的制造技術，例如沉淀法、浸漬法、熱熔融法、浸取法等，成為現代催化劑工業中的基礎技術。催化劑載體的作用及其選擇也受到重視，選用的載體包括硅藻土、浮石、硅膠、氧化鋁等。為了適應于大型固定床反應器的要求，在生產工藝中出現了成型技術，已有條狀和錠狀催化劑投入使用。這一時期已有較大的生產規模，但品種較為單一，除自產自用外，某些廣泛使用的催化劑已作為商品進入市場。同時，工業實踐的發展推動了催化理論的進展。1925年H.S.泰勒提出活性中心理論，這對以后制造技術的發展起了重要作用。2.2.1金屬催化劑的出現

20世紀初，在英國和德國建立了以鎳為催化劑的油脂加氫制取硬化油的工廠，1913年，德國巴登苯胺純堿公司用磁鐵礦為原料，經熱熔法并加入助劑以生產鐵系氨合成催化劑。1923年F.費歇爾以鈷為催化劑，從一氧化碳加氫制烴取得成功。1925年，美國M.雷尼獲得制造骨架鎳催化劑的專利并投入生產，這

是一種從Ni-Si合金用堿浸去硅而得的骨架鎳。1926年，法本公司用鐵、錫、鉬等金屬為催化劑，從煤和焦油經高壓加氫液化生產液體燃料，這種方法稱柏吉斯法。該階段奠定了制造金屬催化劑的基礎技術，包括過渡金屬氧化物、鹽類的還原技術和合金的部分萃取技術等，催化劑的材質也從鉑擴大到鐵、鈷、鎳等較便宜的金屬。

2.2.2氧化物催化劑的出現

鑒于19世紀開發的二氧化硫氧化用的鉑催化劑易被原料氣中的砷所毒化，出現了兩種催化劑配合使用的工藝。德國曼海姆裝臵中第一段采用活性較低的氧化鐵為催化劑，剩余的二氧化硫再用鉑催化劑進行第二段轉化。這一階段，開發了抗毒能力高的負載型釩氧化物催化劑，并于1913年在德國巴登苯胺純堿公司用于新型接觸法硫酸廠，其壽命可達幾年至十年之久。20年代以后，釩氧化物催化劑迅速取代原有的鉑催化劑，并成為大宗的商品催化劑。制硫酸催化劑的這一變革，為氧化物催化劑開辟了廣闊前景。2.2.3液態催化劑的出現

1919年美國新澤西標準油公司開發以硫酸為催化劑從丙烯水合制異丙醇的工業過程，1920年建廠，至1930年，美國聯合碳化物公司又建成乙烯水合制乙醇的工廠。這類液態催化劑均為簡單的化學品。2.3更新換代時期

在這一階段，高效率的絡合催化劑相繼問世；為了節能而發展了低壓作業的催化劑；固體催化劑的造型漸趨多樣化；出現了新型分子篩催化劑；開始大規模生產環境保護催化劑；生物催化劑受到重視。各大型催化劑生產企業紛紛加強研究和開發部門的力量，以適應催化劑更新換代周期日益縮短的趨勢，力爭領先，并加強對用戶的指導性服務，出現了經營催化劑的跨國公司。重要特點是 2.3.1高效絡合催化劑的出現

60年代，曾用鈷絡合物為催化劑進行甲醇羰基化制醋酸的過程，但操作壓力很高，而且選擇性不好。1970年左右出現了孟山都公司開發的低壓法甲醇羰基化過程，使用選擇性很高的銠絡合物催化劑。后來又開發了膦配位基改性的銠絡合物催化劑，用于從丙烯氫甲酰化制丁醛。這種催化劑與原有的鈷絡合物催化

劑比較，具有很高的正構醛選擇性，而且操作壓力低，1975年以后美國聯合碳化物公司大規模使用。利用銠絡合物催化劑。從α-氨基丙烯酸加氫制手性氨基酸的過程，在70年代出現。這些催化劑均用于均相催化系統。繼鉑和鈀之后，大約經歷了一個世紀，銠成為用于催化劑工業的又一貴金屬元素，在碳一化學發展中，銠催化劑將有重要意義。一氧化碳與氫直接合成乙二醇所用的銠絡合物催化劑正在開發。絡合催化劑的另一重大進展是70年代開發的高效烯烴聚合催化劑，這是由四氯化鈦－烷基鋁體系負載在氯化鎂載體上形成的負載型絡合催化劑，其效率極高，一克鈦可生產數十至近百萬克聚合物，因此不必從產物中分離催化劑，可節約生產過程中的能耗。2.3.2 固體催化劑的工業應用

1966年英國卜內門化學工業公司開發低壓合成甲醇催化劑，用銅-鋅-鋁-氧催化劑代替了以往高壓法中用的鋅-鉻-鋁-氧催化劑，使過程壓力從 24～30MPa降至5～10MPa，可適應當代烴類蒸汽轉化制氫流程的壓力范圍，達到節能的目的。這種催化劑在70年代投入使用。為了達到提高生產負荷、節約能量的目標，70年代以來固體催化劑造型日益多樣化，出現了諸如加氫精制中用的三葉形、四葉形催化劑，汽車尾氣凈化用的蜂窩狀催化劑，以及合成氨用的球狀、輪輻狀催化劑。對于催化活性組分在催化劑中的分布也有一些新的設計，例如裂解汽油一段加氫精制用的鈀／氧化鋁催化劑，使活性組分集中分布在近外表層 2.3.3分子篩催化劑的工業應用

繼石油煉制催化劑之后，分子篩催化劑也成為 , 石油化工催化劑的重要品種。70年代初期，出現了用于二甲苯異構化的分子篩催化劑，代替以往的鉑/氧化鋁；開發了甲苯歧化用的絲光沸石(M-分子篩)催化劑。1974年莫比爾石油公司開發了ZSM-5型分子篩，用于擇形重整，可使正烷烴裂化而不影響芳烴。70 年代末期開發了用于苯烷基化制乙苯的ZSM-5分子篩催化劑，取代以往的三氯化鋁。80年代初，開發了從甲醇合成汽油的ZSM-5分子篩催化劑。在開發資源、發展碳一化學中，分子篩催化劑將有重要作用 2.3.4環境保護催化劑的工業應用

1975年美國杜邦公司生產汽車排氣凈化催化劑，采用的是鉑催化劑，鉑用量巨大，1979年占美國用鉑總量的57％，達23.33t（750000金衡盎司）。目前，環保催化劑與化工催化劑（包括合成材料、有機合成和合成氨等生產過程中用的催化劑）和石油煉制催化劑并列為催化劑工業中的三大領域。2.3.5生物催化劑的工業應用

在化學工業中使用生化方法的過程增多。60年代中期，酶固定化的技術進展迅速。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，制成了多種大規模應用的固定化酶。1973年制成生產高果糖糖漿的葡萄糖異構酶，不久即大規模使用。1985年，丙烯腈水解酶投入工業使用。生物催化劑的發展將引起化學工業生產的巨大變化。此外，還發展用于能源工業的催化劑，例如燃料電池中用鉑載在碳或鎳上作催化劑，以促進氫與氧的化合.第三章 新型催化劑的開發與應用

3.1新型煉油與化工催化劑的研究

新型、高效催化劑的研制，是石油和化學工業實現跨越式發展的基礎。近年來，國際上有關催化劑的研究中，近50%的工作圍繞開發新型催化劑展開，且對其重視程度日益增加。另一顯著特點，是新型催化劑的開發與環境的友好密切聯系，即要求催化劑及催化技術生產生活必須品的同時，從源頭消除污染。從國際權威檢索系統收錄的研究論文數量來看，有關新型催化劑的報道自1990年至1999年至少增加了15倍，其中固體酸、固體堿、選擇性氧化等新型催化劑發展極為迅速。固體酸催化劑是近年來國際上發展起來的一類新型催化劑，因其可在酯化、烷基化、異構化等重要反應中替代傳統硫酸催化劑，并從源頭杜絕污染，從而成為發展勢頭最為強勁的一類新型催化劑。均相堿催化劑在化學品合成中占有相當比例，如環氧化物開環加成合成表面活性劑、酯交換制備精細化學品等，但因嚴重的污染問題對環境造成惡劣的影響。近年來，以固體堿替代傳統氫氧化鈉等液堿催化劑已成為必然的發展趨勢。由于對催化劑活性、經濟、環保的要求，煤液化催化劑的研究重點已經集中在超細粒分散型鐵基催化劑的制備與加入方式上，今后的研究課題仍需在用離子交換法引入催化劑的制備與加入方式上，今后的研究課題仍需在用離子交換法引入催化劑的方式、直接浸漬方法的改進、納米級氧化鐵和改性（硫化）氧化鐵的應用、低濃度的可促進鐵基催化劑活性提高 8 的金屬的加入等方面做工作。3.2新型汽車尾氣凈化催化劑研究

隨著汽車發動機新技術的應用及環保法規的日益嚴格，汽車尾氣轉化催化劑將呈一下發展趨勢。首先，為提高燃料燃燒效率和減少CO的排放，汽車發動機將逐漸采用貧燃技術。據有關報道，改發動機比常規發動機的燃燒經濟性高出20%~25%。由于氧氣過剩，因而將NOX還原脫出就成為一技術難題。目前正在研究的解決方案包括NOX捕集、選擇性還原和電熱催化劑等，該技術可望于近期在歐洲工業化。其次是設計發動機時能快速預熱的催化劑。在歐洲和北美，汽車排放污染物主要是在催化轉化器預熱之前的早期排放引起的。在今后數年中，美國、歐洲和日本將生效的更為嚴格的排放限制主要是針對啟動前20~30s尾氣的凈化。此外，汽車尾氣轉化催化劑生產商正致力于減少催化劑中的貴金屬含量。第三是消除H2S的排放。剛裝上催化轉化器的汽車在行駛時會產生難聞的氣味，這是由于催化轉化器中積累的硫以H2S的形式排出，目前合適的解決辦法正在研究之中。

3.3新型光催化劑的研究

20世紀70年代初的石油危機不僅帶來了光電化學的迅速發展，而且引起了對光催化劑領域的廣泛關注。近三十年來，由于在環境致力，太陽能轉換、臨床醫學等諸多方面的潛在應用，光催化及其相關技術得到了快速發展，尤其在污水處理和太陽能轉換方面得到了廣泛研究。

目前凈化水的技術有很多是借助于化學方法。光催化劑作為污水治理的新技術有以下優點：一是作為目前研究最為廣泛的高活性光催化劑TiO2可以吸收4%~5%的太陽光，且具有穩定性好、無毒、廉價等優點。二是除來源于空氣中的氧以外，不需要添加其他水溶性的氧化劑就可以分解有機污染物，原理上不需要添加其他化學藥品。三是同時進行氧化過程和還原過程。四是可以氧化其他高級氧化技術方法無法分解的穩定有機物。五是TiO2的殺菌作用是光催化劑的重要優點。

近年來，以日本、歐美為主的國家紛紛投入巨資和大量的人力進行相關的開發研究，每年都有大量的研究成果。據介紹，目前光催化劑開發的熱點主要是：非TiO2半導體材料的研究；混合/復合半導體材料的開發研究參雜TiO2催化劑；

催化劑的表面修飾；制備方法和處理途徑的探索等。

從光催化劑應用的前景來看，目前主要應用領域：一是TiO2涂層的自潔凈功能。將TiO2鍍在建筑材料、交通工具、室內裝修材料的外表，利用生活中的太陽光、照明燈光即能分解這些表層的污染物，雨水清洗即實現自潔功能。二是超親水性能用于制備防霧設備。如涂有超親水光催化性薄膜的玻璃遇到水氣時表面形成了均勻的水膜，所以鏡像保持清晰。三是空氣和水資源的凈化。水處理的分類有各種不同領域，如對上下水源的處理，工廠排水、農業的處理等在醫學方面用來消滅病菌和病毒也受到極大的關注。此外，光催化反應還在防腐、印刷、光儲存等諸多方面有著潛在的應用前景。

光催化要成為實用技術目前尚存在許多難點，如反應速度慢、量子效率低等，特別需要考慮污染物本身的特征以及可能產生有害的副產物。要想從根本上解決如上問題，關鍵是要改善催化劑已成為光催化劑研究的重要課題。利用多相光催化治理污染的過程不需要能源和化學氧化劑，催化劑無毒、廉價、反應物活性高、無選擇性。并且可能完全礦化有機物，破壞微生物。如果找到量子效率足夠高的光催化劑，該項技術將有十分廣闊的發展前景。3.4新型生物催化劑研究

生物催化劑技術是化學生物技術的一個組成部分，作為化學合成的一種手段或工具的重要性越來越大。消費者對新產品的需求、產業界要求提高收益并降低成本、政府和行政部門對加強管理的壓力以及新技術出現和科學發明等推動了生物催化劑的應用。精細化學品制造商不斷采用酶工藝制備手性中間體。美國的酶合成工藝正在向生產光性醫藥中間體的傳統合成工藝挑戰。目前使用的工業催化劑有青霉素酰化酶、天冬酶、磷脂酶、氨轉移酶、富馬酸酶以及固定化大腸桿菌等。用工業生物催化劑生產的產品有L-苯丙氨酸、L-天冬氨酸、綜合氨基酸、L-亮氨酸、丙烯酰胺、L-蘋果酸、L-丙氨酸、6-氨基青霉烷酸、氨芐青霉素、頭孢氨芐等。目前生物催化工業已經產生重大影響。在傳統方面，微生物和酶工藝已經被用于生物衍生原料。現在開始擴展到石油衍生材料領域，并且手性酶在有機藥品合成及柴油微生物脫硫中得到廣泛應用，在反應中作歧化劑。生物催化合成技術與傳統的有機化學過程相比，具有潛在的優越性，其選擇性好，效率高，生產費用低。酶催化可用于精細化學生產，范圍包括藥品和農用化學品。酶不僅 10

對天然物催化有效，并且可用于非天然物的崔化反應，其催化選擇性較高，可在常溫條件下反應，易用于處理廢料。將傳統的化學合成轉化為生物催化過程，具有費用大大節減和環境友好的優點，它可提高天然原材料的使用率。目前，杜邦等公司已注冊酶工藝生產1,3-丙二醇的專利。生產過程利用了不同碳水化合物一步發酵技術。該產品已應用于聚對苯二甲酸三甲酯類聚酯的生產。催化劑在我們的生活中已經是必不可少的化學試劑了，而且也在不斷的發展著，它在我們的使用中也在不斷的改進，它已經運用在我們生活的方方面面。

第四章 對我國催化劑研究的一些建議

4.1加快環保催化劑開發速度

我國環境保護形勢嚴峻,目前仍在繼續造成新的環境污染和生態破壞。根據環保的需要,應主要開發生產用于處理汽車尾氣的新型工業催化劑(特別是貴金屬含量少的),潔凈空氣燃料添加劑合成的新型添加劑,用于除去揮發性有機物和新的烴基化催化劑,以適應日益嚴格要求的環保形勢。4.2高分子聚合催化劑

高分子聚合催化劑是合成材料的核心技術,直接影響石油化工、機械電子、建筑材料(化學建材)、汽車工業等支柱產業有關材料的生產技術水平。目前我國合成材料雖然發展很快,但合成材料的數量和質量都滿足不了市場的需求,還靠大量進口,因此要加快聚合催化劑的研制,特別是高分子材料中最為重要的聚烯烴催化劑的研制。

4.3有機合成、精細化工催化劑

我國有機原料、原材料、中間體總的形勢是供不應求,質量不夠好,品種較少,難以形成系列,不少要靠進口。針對這種情況,建議開發的重點是:低碳飽和烴和烯烴芳構化及重芳烴輕質化得到輕芳烴的各種新工藝所需催化劑,以擴大長期緊缺的芳烴來源,通過脫氧和選擇性氧化等新型催化劑的研制開發,利用低碳飽和烴,以擴大有機原料來源;研制重要有機產品,精細化學品,精細化工原料及中間制備新型催化劑;改進現有基本有機原料合成及凈化催化劑或研制新一代高效催化劑,使其活性、選擇性、壽命均有較大幅度的增加.4.4新催化材料的研制及應用

新催化材料包括全新的材料和改進現有材料兩方面,范圍極廣。今后的重點是結合舊工藝改進和開發新工藝,研制具有我國特色的分子篩,強化二氧化欽載體催化劑的推廣應用以及新型氧化鋁、氧化硅、復合材料、雜多酸、固體酸(堿)、均相催化劑和酶的固定化載體的研制開發等。催化技術是“九五”化學工業優先發展的關鍵性技術,新型高效催化劑已列入國家專項支持的重點科技攻關項目,這為我國催化劑的研制開發及其產業發展創造了有利條件。

參考文獻

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致 謝

首先，非常感謝袁強老師在給我們耐心細致的講解了催化化學這門知識，他淵博的知識讓我欽佩，他在學術上的專注精神以及他個人在各個方面所展現出來的人格魅力同樣深深的影響著我。在這段時間，他向我傳授了大量的專業知識，培育了我從事化學研究的素質和能力。同時他嚴謹的治學態度、求實謙遜的工作精神、高尚的人格魅力將會是我終生學習的精神榜樣。還要感謝化學系的所有老師，他們不僅是我學習上的良師同時也是我人生的導師，他們向我傳授了大量的專業知識的同時還教給了我許多做人的道理，是他們的真知灼見給予了我很大的啟迪。再次我還要感謝貴州大學的一切，感謝母校貴州大學，給我提供一個良好的學習環境，感謝這里每一個給我幫助和帶給我感動的同學朋友，讓我最美好的四年青春歲月在這美麗的校園里過得豐富多彩。

在論文即將完成之際，我的心情無法平靜，從開始進入課題到論文的順利完成，有多少可敬的師長、同學、朋友給了我無言的幫助，在這里請再次接受我誠摯的謝意!謹將此文獻給所有關心和幫助我的人!

材化101班

朱清元

2013年6月14日

第二篇：化學動力學與催化課程總結

化學動力學與催化課程總結

化學動力學與催化中的化學反應動力學部分是物理化學研究的領域之一。在《物理化學》這門課程的多個版本的教材中，都有對化學反應動力學或詳或略的介紹。化學反應動力學研究化學反應進行的條件對化學反應過程速率的影響、化學反應的歷程和物質的結構與化學反應能力之間的關系這三個方面的內容。

化學反應動力學基礎包括經典反應動力學的基本定理，簡單級次反應，典型的復雜反應和反應動力學的實驗方法等方面的內容。

對于任意一個化學反應，我們描述其反應機理可用總包反應中的基元反應來表達。在基元反應動力學這部分中，我們分別學習了分子碰撞理論和過渡態理論這兩種不同的描述形式。通過學習，我們由這兩種形式得出共同共同的指數形式的結論。這說明，不論我們用哪種理論來描述基元反應過程，其最終的結果都是接近反應的真實形式，其間引入的條件不同，得到結論的接近程度也不相同。

由基元反應我們進一步學習了鏈反應這種在某種程度上可看似自發的連鎖反應。不同的條件下鏈反應的變現形式也不盡相同，在最基本的支鏈反應和支鏈反應為單元的骨架下，鏈反應可呈現多種多樣的形式。鏈反應給我的最初印象猶如核聚變或蝴蝶效應。但是在一個看似簡單的化學反應中，通過不同的自由基的確定，分化出若干個詳細的具體的化學反應，這個過程和結果還是十分有趣的。

由于參與化學反應的反應物和生成物的存在形式可能不同，在化學反應動力學中，又分為均相反應和非均相反應-即復相反應。均相反應分為氣相反應和液相反應。相對來說，氣相反應比較簡單，用碰撞理論和過渡態理論比較好解釋。液相反應比較復雜，對擴散的分析和動力學的分析用到了大量數學模型和假說。另外，液相離子反應相對液相分子反應考慮的物理因素更多，分析也更為繁瑣。

復相反應是化學工程工藝中接觸較多的反應類型，也即實際生活中用到較多的反應類型。人們把其中的固-氣界面反應和固-液界面反應稱為表面反應。為了研究表面反應，人們建立了以物理假說為基礎的數學模型，并通過數學模型建立了多個等溫式和研究機理。實驗表明，這些機理在某些條件下可很好的解釋并計算表面反應，為人們分析、計算并預測表面反應提供了便利條件。

在催化部分，我們學習了不同的催化形式。其中酸堿催化和酶的催化對于我們以后的學習、工作尤為重要。酶是生命進化史上的一大奇跡，它的出現，使很多在常溫常壓下不可能的化學反應成為可能。似乎在暗示我們，今后可以用仿生學原理，在化工材料的生產應用方面大有作為。

第三篇：催化原理課程論文

催化原理

課程論文

論文名稱：合成氨催化劑

姓

名：彭亮

學

號：1505120623

專業班級：應用化學1202班

合成氨催化劑

摘要

合成氨工業是化學工業的支柱產業，在事關國民經濟的諸多領域中都占有舉足輕重的地位。合成氨工業離不開催化劑，因此合成氨催化劑的選擇對于實現節能減排、提高經濟效益具有巨大影響。文章對多種典型合成氨催化劑進行了綜合介紹，對合成氨催化劑的前景進行了展望。

關 鍵 詞

合成氨；催化劑；應用；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

合成氨催化劑自1905年被哈伯發現以來，至今已經對化肥、硝酸、銨鹽、純堿等行業的發展起到了極大的推動作用。合成氨工業離不開催化劑，因此合成氨催化劑的選擇對于實現節能減排、提高經濟效益具有巨大影響，但是也必須意識到，合成氨工業在實際生產中也耗用了大量能源，因此在全球性氣候災害日益加劇的今天，如何對現有催化劑進行改進，以提高合成氨工業的綜合效益，需要付出很大的努力。

一、催化劑合成氨的反應機理

熱力學計算表明，低溫、高壓對合成氨反應是有利的，但無催化劑時，反應的活化能很高，反應幾乎不發生。當采用鐵催化劑時，由于改變了反應歷程，降低了反應的活化能，使反應以顯著的速率進行。目前認為，合成氨反應的一種可能機理，首先是氮分子在鐵催化劑表面上進行化學吸附，使氮原子間的化學鍵減弱。接著是化學吸附的氫原子不斷地跟表面上的氮分子作用，在催化劑表面上逐步生成一NH、一NH2和NH3，最后氨分子在表面上脫吸而生成氣態的氨。

在無催化劑時，氨的合成反應的活化能很高，大約335KJ/mol。加入鐵催化劑后，反應以生成氮化物和氮氫化物兩個階段進行。第一階段的反應活化能為126KJ/mol一167KJ/mol，第二階段的反應活化能為13KJ/mol。由于反應途徑的改變（生成不穩定的中間化合物），降低了反應的活化能，因而反應速率加快了。

二、氨催化劑的種類

鐵基合成氨催化劑

氨合成催化劑是合成氨工業的核心內容。傳統的合成氨催化劑于 20 世紀初由德國 BASF 公司研制開發，主要由磁鐵礦組成，其中加入少量不可還原氧化物，如 K、Ca、Al 等作為促進劑，即構成了一系列不同型號的催化劑。

1、Fe3O4基傳統熔鐵催化劑

1913 年，Harber 和 Mittasch A 等成功開發了鐵基合成氨催化劑之后，人們對此進行了極其廣泛和深入地研究，并且這些研究在一定程度上推動了多相催化科學和表面科學的發展。

早在合成氨催化劑研究的初期，研究人員就發現用天然磁鐵礦還原得到的催化劑效率遠優于其它鐵化合物。隨后根據Almquist等人所確定的純鐵催化劑的活性與還原前氧化度之間的關系，人們通過大量實驗發現了經典的火山形活性曲線，沿襲這一結論，得出了鐵比值與熔鐵基合成氨催化劑的性能有著密切的關系。通常認為以Fe3O4為母體的催化劑具有的活性最高，并且到目前為止，世界上所有工業氨合成鐵催化劑，無一例外，其主要化學組成都是Fe3O4。

磁鐵礦中所添加的促進劑的量雖然不多，但是對于提高催化劑的活性具有重要意義。目前得到應用的促進劑的研究包含三類：堿金屬、氧化鈷、稀土金屬。其中，鐵基合成氨催化劑添加稀土金屬后，如 CeO，富集于催化劑表面，不僅大大提高了催化劑的活性，而且也能在很大程度上提高催化劑的壽命。1979 年，英國 ICI 公司首先研制成功了含有稀土元素的 Fe-Co 催化劑，又稱74-1 型含鈷催化劑，并且還將其應用于 ICI-AMV 工藝中。目前的研究發現，試圖通過添加其它的稀土氧化物來改善催化劑的性能，使其活性超過Fe-Co催化劑已經變得相當困難。

2、亞鐵型氨合成催化劑

FeO 具有化學非整比性、氧化性和亞穩定性。在常溫下 FeO的氧化反應和歧化反應速度很緩慢。含多種助劑的 Fe1-XO 基催化劑在動力學上是穩定的，母體中只有一種鐵氧化物（Fe1-XO）和一種晶體結構（Wustite），只有維氏體單獨存在于催化劑中時才具有高活性。研究發現具有維氏體（Wustite，Fe1-XO，0.04≤x≤0.10）相結構的氧化亞鐵基氨合成催化劑具有最高活性，否定了磁鐵礦（Fe3O4）相還原得到的催化劑具有最高活性的經典結論，在合成氨催化劑的研究和發展過程中具有里程碑的意義，同時對新型合成氨催化劑A301和ZA-5的開發提供了重要的指導意義。

3、鐵鉆型催化劑

王文祥等人以Fe3（Co）12為母體,以活性氧化鋁或活性炭為載體制備了負載型氨合成催化劑。在15MPa、400℃以上表現出很高活性,但低溫、常壓下幾乎無活性。與Ru3（Co）12以和RuCl3·xH2O為母體的負載催化劑相比,負載釘催化劑在低溫常壓下即顯活性,且以RuCl3·xH2O為母體比以Ru3（Co）12為母體的負載釘催化劑活性高。

A201型催化劑是一種低溫活性合成氨催化劑其主要活性組分是金屬鐵,催化劑中鐵含量為67%、70%,，Fe2+/Fe3+摩爾比為0.45、0.6催化劑中含1.0%、1.2%的CoO助劑，也含有Al2O3、K2O、CaO等，這種催化劑易還原，良好的耐熱性抗毒性，機械強度高，低溫活性較好。這種催化劑以獨特的配方及先進的生產工藝，熔融技術進行生產，優質品率為100%，在相同生產條件下，使用Al2O1型催化劑的氨合成系統生產能力可比系列熔鐵型催化劑提高5%-10%，是合成氨廠節能降耗，增產節支的有效措施之一。

釕基合成氨催化劑

有關釕基催化劑的報道是Zenghelis和Stothis于20世紀30年代發表的，但當時其活性不如熔鐵催化劑，些后相當長一段時間再未見到這方面的研究發表。直到1972年 Ozaki等又有新發現，以金屬鉀為促進劑、活性炭為載體的釕基催化劑對氨合成有很高的活性，由此，打開了釕基催化劑研究的新領域。繼之，日本、俄羅斯、英國、美國、意大利等國家的科研人員投入大量的精力和物力進行釕基催化劑的研究，以期用釕基催化劑取代鐵基催化劑。這種催化劑的開發成功是合成氨工藝的一個重大進步, 它對合成氨工業降低生產成本, 降低能耗有著十分重要的現實意義。BP公司和凱洛格(Kellogg)公司合作，經過10年的共同努力, 1990年10月Kellogg宣布第一個以釕基催化劑為基礎的Kellogg Advance Ammonia Process(KAAP)工藝流程開發成功, 并在加拿大Ocelot制氨公司建廠進行工業化生產。研究和開發釕基催化劑及其它非鐵基催化劑是合成氨催化劑的一個發展方向，但是金屬釕是稀有貴金屬，因此推廣使用釕基催化劑并非易事。

另外, 還有一些關于釕基催化劑的重要研究成果，德國魯爾大學(Rubr)開發了 Ba-Ru/MgO 催化劑, 具有較高的活性和穩定性;丹麥托普索(Topsoe)公司也開發了含釕合成氨催化劑。在這些研究中，以鎂鋁尖晶石和高表面積石墨為載體的釕系催化劑顯示出較高的活性，但是在工業條件下，其穩定性還存在一些問題，有待于解決。近年來，以Ba 為促進劑，BN為載體的釕催化劑得以成功開發，它具有前所未有的活性和穩定性。BN 具有與石墨相似的結構，在所有的加氫反應中都很穩定，是一種高溫電阻絕緣材料。在特定的反應條件下(溫度、壓力、H2/N2比、氨濃度等)可選擇合適的 BN表面積、釕負載量、助劑及濃度、顆粒大小與密度，以獲得最佳的 Ba-Ru/BN 催化活性;而且采用類似處理Ba-Ru/MgO 催化劑的處理方法來回收 Ba-Ru/BN催化劑，這無疑大大降低了使用這種催化劑的成本，為它的工業化應用打下了基礎。

納米合成氨催化劑

根據氣固相反應理論, 金屬晶格缺陷越多, 比表面積越大, 活性中心越多, 其催化性能就越好。所以, 勿庸置疑, 隨著納米微粒粒徑的減小, 表面積逐漸增大, 吸附能力和催化性能也隨之增強。由此來看, 納米微粒催化劑也應是合成氨催化劑的一個研究方向。在實驗室研究中, 人們利用各種方法已經研制出了納米 Fe3O4、納米 Fe2O3、納米 CuO、納米NiO、納米 ZnO、納米 MoO3等納米微粒催化劑, 它們是合成氨過程中制氣、脫硫、變換、精煉、合成等幾道工序需要用到的催化劑。雖然它們具有良好的催化活性, 但是大部分還只停留在實驗室階段, 離實際應用還有相當一段距離。

納米催化劑的選擇性要比普通催化劑平均高5～10 倍, 活性高2～7倍, 如果這些催化劑能成熟地應用于合成氨工業中, 必將使它發生一場技術性的革命：系統的反應溫度和壓力將大幅度降低；設備的投資和占地面積將大幅度減少, 工藝流程或許會變得更加簡單；產量和效益將大幅上升。

過渡金屬氮化物催化劑

過渡金屬氮化物是一類金屬間充型化合物，兼具有共價化合物、離子晶體和過渡金屬的性質。在基本不破壞氧化物前驅體晶體結構和嚴格的氮化條件下，氧化物前驅體通過程序升溫氮化經由“局部規整反應”制備出高表面積的過渡金屬氮化物。它的表面性質和催化性能類似于Pt和Rh等貴金屬元素，被譽為“準鉑催化劑”。Claus通過理論推算和實驗證實，N2在Co-Mo上比Ru更容易解離。在低氨濃度的條件下，雙金屬氮化物Co3Mo3N 的氨合成催化活性比Ru更高。Aika 的研究表明，在400℃、常壓條件下，Co3Mo3NNi3Mo3N、Fe3Mo3N的氨合成活性高出氮化鉬催化劑數倍。尤其是Co3Mo3N 催化劑，在 600℃下經過6h的氫氮混合氣處理后，其活性高達652μmol/h/g；添加了堿金屬Cs后，Co3Mo3N 氨合成活性又提高了50％，遠遠高于K、Al促進的鐵基催化劑。光催化合成氨O.A.Ileperuma等人對Mg摻雜的TiO2光催化合成氨進行了研究，發現最佳的摻雜質量分數為2％～4％、pH值為

10、在 500℃下加熱 2h。后來，O.A.Ileperum 等人又報道了金屬Ce、V 摻雜的TiO2光催化行為，發現摻雜Ce、V比摻雜其他類似金屬的產量要高；光催化以資源豐富的水為氫源，以太陽能為能源，具有成本低廉的優點，但轉化效率比較低。

電化學合成氨

合成氨反應是一個體積減小的放熱反應，要使反應的轉化率提高就必須保持較高的反應壓力并降低反應溫度，但是反應溫度低，反應速度就很慢，這是合成氨反應的熱力學限制。為了突破熱力學上的限制，George Marnellos和Michael Sroukides研究了以 Pd 為電極,SrCe0.95Yb0.05O3為高溫質子導體，在 570℃、常壓下電化學合成氨，該反應過程是使N2和質子態的H+反應生成氨，轉化率高達78％以上。但該法消耗大量電能，且高溫質子半導體材料由稀有金屬組成，經濟上不可行。

酶催化合成氨

T.H.Rod 等人對模擬生物固氮酶催化合成氨的機理進行了研究，認為模擬生物固氮酶 MoFe7S9可在常溫、常壓下合成氨，此反應過程不涉及N-N鍵的斷裂過程，以分子態的氮直接與質子態的氫反應合成氨，從而突破了熱力學上的限制，使得常溫、常壓下合成氨成為可能。但是要真正實現這一反應過程還有一些潛在的問題需要解決。此外，Schultz-Ekloff在 400～500℃、常壓下考察了碳化鎢在合成氨反應中的催化性能。

其它合成氨催化劑

丹麥哈爾多托普索研究實驗室的研究人員研制成功可替代傳統鐵催化劑的系列產品。研究表明，在工業條件下，三元氮化物如 Fe3Mo3N、Co3Mo3N和 Ni2Mo3N 用作合成氨催化劑時活性高穩定性好。另有研究發現，若在 Co3Mo3N催化劑中加入 Cs，其活性高于目前所使用的熔鐵催化劑。據報道，在相同操作條件下，其活性為傳統鐵催化劑活性的2倍。由此可以看到，在科研工作者的不斷努力下，新型高效的催化劑不斷地被研究出來，為社會的可持續性發展作出了巨大貢獻。

三、發展展望

經歷了科學家們近—個世紀的研究，合成氨催化劑技術可以說已相當成熟，但是傳統的熔鐵催化劑不符合低能耗的發展趨勢，而釕基合成氨催化劑的價格昂貴，又不容易普及。作為世界人口最多的農業大國和世界上最大產氨國，合成氨工業對于我國國民經濟的發展具有重要的戰略和現實意義，為適應合成氨低溫低壓節能降耗工藝的要求，氨合成催化劑的研究從未間斷，作為大學生的我們要擁有崇高的使命感，努力學習科學知識，為國家的科學事業貢獻出自己的力量！

第四篇：化學論文

在1977年勞動節之后的上午9:14，一個新的博士學位。渴望在科里組開始博士后研究 到達準備為總的合成貢獻美登木素生物堿。它也碰巧是A.V.Rama Rao的最后一天在集團。他的技術轉讓詳細的程序為臨界cuprate耦合，其中將芳香部分與其健康部分連接“南區”，成為我的第一份工作。雖然實驗挑戰，初學者運氣在空氣中并且事情根據腳本明顯地雖然，這種“新”的化學（至少對我）是享受能夠。不久之后，在預備的過程中 “東區”從碳水化合物前體etr途徑（N-甲基黃嘌呤，它也是一個杯形開口確立了必需的立體化學的環氧化物該反應涉及一種不尋常的組合使用氰基配體或可能是炔屬的能力組，作為不可轉移或“假”配體（Rr）目的是減少等效數量的潛在有價值的RLi（即，代替3RLi +Cul + R3CuLi2 + Lil，使用RLi + 2RrLi + Cul一R（Rr）2CuL12 + LiI）。由于美登素試試在普林斯頓。一年左右后，成功使用鋰化乙炔顯然不在卡中，單環內酰胺 要求所有弗洛伊德的時間，從而離開CuC，N選項未觸及。在討論的同時房間一起在1980年美國化工社會會議在拉斯維加斯，我們同意試驗基于CuC，N必須在加利福尼亞州完成。一個星期六早上不久，我去尋找CuCN最終發現在后架上的舊瓶子在湯姆·布魯斯的實驗室。我從來沒有回來。兩個月后，之后的Robert Wilhelm（Syntex，然后第二年畢業學生）不知疲倦地創造條件在仲碳上與“R2Cu（CN）Li2”進行取代反應鹵化物，“高級”（H.O.）氰基氰。Wilhelm的初步成功，1981年末公開，證明2 RLi：CuCN比可以有效地替代二級鹵化物。但其他替代，包括特別是環氧化物和甚至主要中心（例如，磺酸鹽和鹵化物），仍未得到解決。關于這些過程的立體化學結果（碳）？ 我們很高興地歡迎來自Tufariello的實驗室的一個新的研究生，在計劃實驗的想法和認識的1,4加法的領域仍然在投機的階段

在SUNY水牛城，Joe Kozlowski（先靈犁）。一年之內，這些“銅人男孩”為H.O.奠定了基礎。氰基酸酯成為合成有機化學胂的一部分。

環氧化物開口被發現是相當高產量和立體定向的（進行干凈反轉），單和通常三取代的情況提供優異的產率（方案1）。研究cuprate指導邁克爾的沖動添加到a，b-不飽和酮中太大，考慮它們在合成化學（例如，方案1）。因為只是大約是工作，我覺得不得不放棄我的個人項目，這是無處不在，并獲得第一手基于CuCN的技術的經驗。我專注于eno-ates，但我的實驗室進展率（尷尬）沒有任何地方接近Wilhelm或Kozlowski。因此，我害怕不得不談論我的研究自己的小組會議！然而，在時間上，研究是完成，并且對于未封閉的烯醇。氰基特戊酸耦合很好（方案1）。雖然建立了立體化學結果環氧乙烷偶聯是直接的，8這樣做次要恒定鹵化物是一個遠沒有吸引力的建議。在時間這個任務給了威廉，有白人工作的次要溴化物和約翰遜紙上相應的甲苯磺酸鹽，兩者都是顯示與在碳處的干凈反轉耦合。至于

碘化物，已經假定它們遵循，和因此我們選擇非二次碘化物（1）用EtzCu（CN）Li 2置換產物（3-甲基壬烷）從其具有已知的旋轉用于比較目的（方案2）。在置換碘化物和小心的烴的氣相色譜收集保證純度，旋轉對應不是約100％反轉，而是大約1％113聽到這個結果從威廉一個星期天夏天早晨割草我的草坪，我們都被數據困惑;畢竟，這些觀察挑戰了已經成為教科書的信息。我們阻止了通知年輕人Kozlowski，因為我們不想要他的交換顧問，或者明年的新生研究生忽略我們的新生程序。隨后的辯論（和a幾杯雪利酒），我說服了威廉姆斯如此令人沮喪的結果有時具有隱藏的意義。

畢竟...我還能說什么？ 因此，我們決定“檢查”碘化物反應的常見觀點使用R2CuLi反演，發現這里，也是，產品缺乏光學活性，碎片開始走到一起。執行相同的協議 1，X = Br。和低級（L.O.）試劑給出了預期的結果（方案2）。因此，看似壞消息迫使我們測試并最終調整錯誤的觀念，一個//鹵化物與cuprate反應的反演。第二代試劑：RtR，Cu（CN）Li 2 用詞在部門H.O.cuprates仍然“OK”，我們能夠說服大衛·帕克（斯克里普斯學院），有機化學在他的未來。到這個時候，我們看到了這些試劑到他們的進化發展的下一個階段;那是，以確定第二“假”配體（即，除了氰基外）可以被發現使得僅僅需要在成形中投入一個等價的RtLi RtRrCu（CN）Li2。后來，電纜不僅用于共軛添加，而且用于替代預計反應是非平凡的，因為它是早期就認識到簡單的烷基如甲基（例如）其允許大多數的選擇性配體轉移其它基團（包括乙烯基）在1,4-加成中，得到不可接受的產物混合物。此外，我們要求前體RrH是廉價的，容易用丁基鋰（無添加劑）金屬化，并且它沒有顯著犧牲的反應性混合H.O.cuprate它將成為一部分。所以帕克開始搜索;是比較新的化學，他沒有被現有技術過度偏倚，因此 看著文學的化合物可能以高產率鋰化，優選不存在活化劑（例如TMEDA）。好吧，他試了一下一切：乙炔，芳烴，二噻烷，雜原子，烯醇化物，大體積烷基，全氟烷基。事實上，從一些鋰化化合物形成銅酸鹽試圖讓tlus天我仍然不會承認有嘗試。然后，我們終于公開了一份報告最近的葡萄酒從瑞典Nilsson / Ullenius集團指在此上下文中使用2-噻吩基L.O.cuprates。答對了！用2-鋰三氟化硼。

在完成這項研究后不久，埃德蒙·埃爾斯沃斯到達圣巴巴拉和作為一個新的招聘，被給予調查引入Na +的影響的工作H.O.銅酸鹽代替一個鋰離子（即RtRrCu（CN）LiNa）。還沒有正式在他的第一年的研究生學習，他迅速開發了一個簡化的原型，基于早先的報告制備BuNa的多肽，和適當的滴定方法。噻吩的金屬化這種強堿非常容易地形成sodio類似物2,1.0。銅酸鹽5.加入RtLi完成序列t0 6（方案6）。

6的反應性，與鹵化鎂類似物3一樣低于其對應物。產量也傾向于相對于Rt（2-Th）Cu（CN）Li 2降低，在方案7中，并支持的基本概念鋰作為“gegenion”優于其他'mono-或diva-就試劑反應性和所述反應而言通常與烯酮和環氧化物的硫代銅酸鹽電化學驅動過程。跨金屬游戲

混合金屬銅化學在我們的頭腦中仍然新鮮，來自G.D.Searle的Jim Behling的電話來了一個專業對我們在這一領域的計劃的影響。閱讀我們的論文對R2Cu（CN）Li光譜的影響對他應該有任何平衡相關聯H.O.形式（等式3）的銅酸鹽：那么，游離RLi的分量可能被虹吸掉另一種有機金屬存在，職業。1 H-NMR光譜，在THF中至少，表明不能檢測到這樣的平衡盡管如此，令人興奮的可能性存在有機金屬化合物的熱選擇，namics可能決定和促進重組，無論如何機械。Behling，作為Archie Campbell的成員研究小組（與Kevin Babiak和John Ng合作）建議的1-鏈烯基錫烷作為反應伙伴，處理這些否則穩定，可隔離的物種與R2Cu（CN）Lii2所需形成的混合物H.O.銅酸鹽R（1-烯基）Cu（CN）Li 2借鑒先前的鋰化（方程4）。

在評估各種R2Cu（CN）Li2后，最簡單，Me2Cu（CN）Li2，被選為最有效的。各種的模型1-鏈烯基錫烷由Koerner和Robert Moretti（Syntex），進一步證明了通用性這種新的原位過程不會發生Gilman cuprate Me2CuLi（Scheme8）。

從工業的角度來看，這樣一個簡單，一鍋路線t0 1-烯基油酸酯允許產生千克量的有效抗分泌劑米索前列醇（商品名，Cytotec），最近批準由美國使用聯邦藥物濫用（eq.5）。金屬過程，代表了唯一其他用于硫酸銅鹽形成的載體，由Gilman提出的榮譽組合（2RLi + CuX）接近四十年前，已經引發了相當大的利用其他類型的新合成方法的數量有機錫化合物。一個例子涉及BU3SnH，在那里我們想知道Bu2Cu（CN）Liz是否會ex-將“H”改變為“H”（方案9）。新試劑7可能表現為傾向于的氫化物的高反應性源1,4-加成。事實證明，當埃爾斯沃斯第一次這樣做實驗，將兩種組分在-78℃下混合在10分鐘內變為明亮的顏色變化

伴有劇烈的氣體逸出。我們第一個想法是發生了酸堿反應產生丁烷和混合的錫酸錫8（路徑a）。條件。雖然GC分析明確表明存在BU4Sn，氣體的身份最終確定（通過Debbie Reuter，見路徑b）通過收集和隨后氫化a葡萄糖。相信留下的含銅物種（至少在很大程度上）8因為它表現為a其選擇性地遞送BU 3 Sn部分到幾種不同類型的底物（方案10）。Appa-最初的金屬化t0 7后面是一個偶數更快的雙分子耦合（可能是激進樣的自然）直接產生有用的新試劑。因此，a微小的非常溫和的途徑到錫香酯繞過先前形成的R3SnLi，已被揭露，在巴頓的意義上，“誤解”。

BU3SnH與H.O.反應的容易程度。cuprate沒有被忽視。此外，我們還沒有解決方案的原始目標，找到一個新的hydrido銅酸鹽。幸運的是，我們的有機反應章節的所有作者有機銅化學1975基礎化合物是眾所周知的揮發性和毒性的。文學的使用說服我們，沒有簡單，廉價的方式來獲得含Me3Sn的材料：Me 3 SnCl和（Me 3 Sn）2是昂貴的和/或浪費的Me 3 SnH的發生需要操作。Wcwcrc自信，然而，Me3SnH會回應R2Cu（CN）Li2，如BU3SnH（見上文），因此為決定如果一個安全，簡單的程序可以開發用于形成和處理Me3SnH，然后其立即進入銅鹽形成應最終提供化合物如1-鏈烯基三甲基錫烷。

本研究的原料是Me 3 SnCl，能力的數量是必要的，因為許多計劃實驗以達到最佳條件用于還原。不是買這種氯化物，我們追蹤其制備回發給Argus化學公司的專利公司描述了一個驚人的轉換Me2SnCl2Me 3 SnCl，使用Fe屑，Ph 3 P，H 2 O和SnCl 4，> 90％產量！通過各種溝通渠道，盟友到達邁克·費施，誰讓我們聯系奧托Loeffler在新澤西網站，誰慷ously地供應我們與大量的Me2SnCl3。從這個工業添加劑，使用它們的程序的輕微修改我們現在能夠制備> 50g批次的Me 3 SnCl 6 將Me 3 SnCl轉化為的實驗設計Me3SnH可以通過羅伊思素完成，正火，粉末狀LiAlH 4用作還原劑。重要的是，發現三甘醇二甲醚選擇的溶劑基于沸點和成本（如與二甘醇二甲醚或四甘醇二甲醚相反）。鍋溫度應理想地保持在60-68℃之間，以便維持a穩定蒸餾生成的Me 3 SnH，隨后在干冰/丙酮溫度下冷凝。通過這種方式，Me3SnH可直接轉移（通過注射器或套管）轉化成預形成的Bu 2 Cu（CN）L12，于是產生推定的混合錫烷基銅酸鹽很少有人沒有機會接觸錫氫化物。所得試劑遞送所需的配體例如，通過乙炔形成1-烯基三甲基速率，其隨后相當地轉移Me 3 Sn部分容易。雖然起始的二錫烷是非常昂貴的，這種轉移金屬工藝由于商業可得性而具有用于小規模反應的優點錫源和看似平凡但有效的性質的試劑制備。

由于三烷基甲硅烷基偶爾被認為是a“大質子”，指導cuprate攻擊的概念向三甲基甲錫烷基硅烷中的錫是另一個有趣的方面。通過用Mc3SnH處理二異丙基氨基鋰（LDA），然后加入 t-BuMe2SiCl或（叔）Me2SiCl，Reuter形成相應的甲硅烷基錫烷10a，b作為可蒸餾的，白色液體。這些大體積硅烷的暴露BuzCu（CN）Liz誘導transmetalation到甲硅烷基。不令人驚奇的是，試劑11以類似的方式表現那些被弗萊明廣泛使用的，因此更喜歡將三烷基甲硅烷基轉移到多種類型的偶合許多金屬的化學化學，例如B，Cr，Si，Sn，Ti，Zn，Zr...，但不是Cu。我們的解釋很簡單;有很多文件，我們遇到的地方，與烯丙基銅酸鹽的門添加失敗凄慘，和這種連續的壞消息“必然已經產生了影響社區。

與Behling剛剛到達UCSB一個簡短“工業休假”，我們決定開始研究通過金屬轉移形成烯丙基銅酸鹽的前景方案基于烯丙基錫烷。早期的雪橇是艱難，在有限的時間內花費了我們很快開發出來的更好地了解錫的化學性質和易用性這種金屬可以重新分配自己。約翰K.Stille，他的工作為US39提供了早期指導他的個人鼓勵和洞察力是非常缺席;描述的配料：作為“紙袋反應”。換句話說，把所有的好東西放在那里，搖動它們，并希望他們出來...該項目擱置了一段時間，直到Robin A.J.史密斯（lhuversity的奧塔哥，新西蘭）到達花了一個夏天在我們的實驗室規范解決的問題發展條件。烯丙醇銅形成。成功終于實現了，再次雇用MezCu（CN）Liz（eq.7）。

有了這個障礙在背后，史密斯，EWsworth，Stuart Dimock和Robert Crow被組織起來，我的替代和共軛范圍這些新發明的化學12.不久以前它們顯著的反應活性明顯。代換鹵化物的反應需要謹慎選擇離去組，氯化物在-78℃下反應（烯丙基）zCu（CN）Li2 <15分鐘！環氧環己烯，眾所周知地易于發生路易斯酸誘導的重排到環己酮在硫酸銅的影響下;得到所需的反式二惡烷產物優異產率（方案16）也已經進行了乙烯基spz中心的偶聯，盡管合適的離去基團是關鍵的這里也是如此。Elworthy通過準備開始搜索乙烯基碘化物，其在-78℃確實產生1,4-二烯。然而，重要的副產品在形式的還原產物（方案17）。因此，碘化物太反應（如飽和情況），和下一個邏輯底物是溴乙烯。

一個驚喜等待著我們，雖然發生了耦合具有最小的還原，立體化學完整性的烯烴完全受損（方案17）。

一旦知道了這一點;結果，我覺得是時候與Elworthy的有機作業和Alexakis對基于cuprate的信息素論文以及的基石這取決于烯烴幾何形狀的嚴格維護。他的數據，但是，是無可辯駁的，并進一步說服我們這些銅礦不是典型的。尋找路線 1,4-二烯是出土的從鹵化物到三氟甲磺酸鹽的瘙癢團體能力，如果有的話，增加了，有只有偶爾競爭減少而沒有損失立體化學。這種觀察遵循的趨勢磺酸鹽一般不參與什么可能（除其他因素外）自由基型機制，與銅酸鹽特別容易受到高度敏感的功能。

試劑，開始他們的任務conbrio在反應堆的頂部，烯丙基）2 Cu（CN）Li 2并使用環己烯加入“烯丙基金屬化，從而達到高度官能化的銅酸鹽。不幸的是，正如Emiliano Garcia，高度堿性的H.O.cuprates干擾了這一點目標，至少在三丁基錫烷方面。的相應的三甲基甲錫烷基系列，實現這一目標的巨大希望。我們拿股票，因此，在這些和許多其他類型的可能性的有機金屬化合物可參與銅酸鹽類似于鹵化銅制劑（即，2RLi + CuX“R2CuLi LiX”），建議治療的CuCN與2RLi的反應，得到“R2CuLi.LiCN”。組合對CuX和CuCN之間的化學/ Ca /差異-derivedcl種類是壓倒性的，不管位置的介質中的氰基。這種審查，對科學無疑是非常健康的。但它也是相當諷刺，它應該現在就在這一點的腳跟帳戶跟蹤到多年的“高階”比率化學！

注意：在提交此帳戶后不久，我們收到Bertz提交的數據的手稿副本表明氰基磷酸酯不是“真實的”，但吉爾曼包含在銅酸鹽球體內的LiCN試劑（即，R2CuLi-LiCN，其中氰基配體不與銅結合）。自然wc感到compcllcd設計cxpcrimcnts會明確地確定H0的存在（或缺乏）。氰基。由于ncw 1H和13C NMR數據，以及extcnsivc IR研究，我們確實證實了氰基配體與銅結合，并且不形成LiCN在將第二當量RLi添加到初始形式時（即RCu（CN）Li + RLi + RzCuLi-LiCN）。事實上，不僅由CuCN制備的銅酸鹽保留氰基配體，但氰基銅是RzCuLi的動力學下沉向其中加入LiCN·HMPA或BU4NCN / THFlS6確認。我很高興能表達我最溫暖的感謝在文本中提到其姓名的同事以及他們的智力和實驗貢獻的參考我們的計劃。來自多個來源的資金支持，包括NSF，PRF，Sloan和Dreyfus基金會，UCSB是感謝。

第五篇：化學論文

化學論文

——還地球家園一抹綠色

關鍵詞：霧霾，PM2.5，低碳，綠色，環保，大氣，污染，治理 摘要：

本文探究了霧霾天氣的成因以及危害，在霧都倫敦的改變的借鑒下，對治理霧霾天氣提出了意見和建議，倡導大家保護環境，低碳生活。正文：

在過去的這一年里，霧霾天氣、PM2.5、PM10已經成了熱詞。霧霾天氣是一種空氣質量嚴重惡化的產物，在大氣空間內造成能見度模糊的一種天氣現象。其中屬PM2.5（入肺顆粒物）對我們人類的影響最大，人在呼吸的時候會將有毒有害的細小顆粒物吸入氣管和肺部，引起氣管炎、肺炎甚至更加嚴重的疾病。

如此困擾我們的霧霾天氣究竟是如何產生的呢？

首先，大氣氣壓低，空氣不流動，這是主要因素。由于空氣的不流動，使空氣中的微小顆粒聚集，漂浮在空氣中。

第二，地面“灰塵”大，空氣濕度低，地面的人和車流使灰塵攪動起來。而這樣的“灰塵”主要是指汽車尾氣，它是主要的污染物排放，近年來城市的汽車越來越多，排放的汽車尾氣是霧霾的一個因素。

第三，工廠是工廠污染物的排放以及冬季和夏季空調等電器的碳排放。

造成如今大氣污染的嚴重局面并不是一蹴而就的，是許多種不利因素結合的產物，要想治理大氣污染，保衛藍天，就必須從這些不同的因素著手，這是一個漫長而嚴峻的過程。

當年客居倫敦的老舍先生曾以 “烏黑的、渾黃的、絳紫的，以致辛辣的、嗆人的”來形容霧都倫敦，嚴重的空氣污染困擾著倫敦的每一個市民。有4700多人因呼吸道疾病而死亡，大霧之后幾個月，又有8000多人死于非命。這樣驚人的數據對英國人的震動很大，他們痛定思痛，下決心要摘掉倫敦“霧都”的帽子，這一切花了整整50多年。再看如今的倫敦，見到更多的是藍天白云，偶爾在冬季或初春的早晨才能看到一層薄薄的白色霧靄。

能夠順利解決令很多國家頭疼的空氣污染，英國動用的利器有四招：一是立法提高監測標準，改善空氣質量；二是科學規劃公共交通，減少道路上行駛的車輛；三是控制汽車尾氣、減少污染物排放；四是科學地建設城市綠化帶。

幾十年后，我國也面臨著如此嚴重的大氣污染問題，就拿上海來說，城市大氣污染問題既與燃料結構有關，也是人口、交通、工業、建筑高度集聚的結果。我們也可以學習和效仿倫敦對于大氣嚴重污染的治理。

首先，減少污染物的排放是至關重要的。減少污染物是遏制大氣污染的源頭。而在減少污染物上，第一要減少的是工業排放：燃料的充分燃燒；能源的充分利用；對排放的尾氣進行無毒化處理??同時，作為市民，我們也應該盡量少開私家車，減少汽車尾氣的排放。

第二，多植樹造林。綠色植物對于環境的保護作用是眾所周知的，植物具有美化環境、調節氣候、截留粉塵、吸收大氣中有害氣體等功能，可以在大面積的范圍內，長時間地、連續地凈化大氣。尤其是大氣中污染物影響范圍廣、濃度比較低的情況下，植物凈化是行之有效的方法。

第三，大力開發新能源。加快發展水能、核能、風能、太陽能等的新能源，控制煤炭消費量，也可以減少污染的排放。

最后，積極呼吁綠色環保、低碳生活，鼓勵公眾積極參與環保活動也是必要的。只有大家積極配合，我們才能更加有效地控制大氣污染，防治污染，還地球家園一抹綠色！