第一篇：催化原理總結

第一章

1.催化反應的三個特征 2.催化反應三種分類 催化劑兩種分類

3.固體催化劑四種組成

助催化劑四種結構和載體的五種作用 催化劑的微觀結構

4.催化反應性能的三個標準 5.多相催化反應的七個步驟 第二章

物理吸附和化學吸附的區別 物理吸附和化學吸附位能曲線 解離吸附和諦合吸附的概念

化學吸附態（H2,O2,CO,烯烴，炔烴）吸附等溫線（五種）

Langmuir吸附等溫方程推導（單分子，多分子）BET方程推導催化劑比表面 測定比表面的方法（N2吸附）

催化劑密度（真密度，假密度，比孔容，孔隙率，平均孔半徑，孔徑分布）擴散（Kundsen擴散）第三章

3.1酸堿催化劑的應用和分類（了解）3.2酸堿定義及酸堿中心的形成L酸和B酸定義；

單元氧化物L酸吸水轉化為B酸

Tababe二元氧化物酸中心形成機理（Ti6Si4)3.3固體酸性質及其測定

H0的定義（H0=pKa+log(CB/CBH+）

TPD法和IR法測定酸中心 固體超強酸（H0<-10.6)3.4 酸堿催化作用及其催化機理 特殊酸堿催化（反應的速控步）

Bronsted規則ka=GaKaα 碳正離子的形成和反應規律 酸中心類型與活性選擇性的關系 3.5 沸石分子篩

四個結構；四個類型分子篩

沸石分子篩酸中心形成的四種機理 沸石分子篩的擇型催化作用及影響因素 催化裂化與熱裂化的區別 第四章 4.1 金屬催化劑的應用及特性（具有d帶電子的元素）4.2 金屬催化劑的化學吸附

以d電子解釋金屬催化劑的吸附熱

（未結合d電子數越大，吸附熱大，強吸附Fe； 未結合d電子數少，吸附熱小，弱吸附Pt）

2.電子逸出功，電離勢概念；兩者與化學吸附的關系 3.化學吸附和催化活性的關系

(中等強度的吸附）88頁圖4-2 4.3金屬催化劑電子因素與催化作用的關系 能帶理論(金屬原子緊密堆積，原子軌道重疊，分立的電子能級擴展為能帶）

d帶空穴（可以由磁距測得）

d帶空穴需要適應反應電子數目的轉移 價鍵理論;金屬原子的共價鍵由雜化軌道構成

d%：d軌道占有雜化軌道的比例(Ni,30%d2SP3;70%,d3SP2)

d%越大，d帶空穴越少；

d%增大，吸附熱變小，吸附強度變低。4.4金屬催化劑晶體結構與催化作用的關系 晶格，晶格參數和晶面的概念 晶體對催化作用的影響

幾何角度：吸附位，鍵長和鍵角 能量角度：q=s/2 晶格缺陷引起催化活性變化（了解）4.5負載型催化劑

分散度的概念；分散度與晶粒大小的關系

結構敏感反應（C-C,C-O)結構非敏感反應（C-H)金屬與載體的相互作用（實驗證明的思路）溢流現象及其應用 4.6合金催化劑

幾何效應和電子效應對催化反應活性的影響。

(Ni-Cu和Pd-Au)4.7金屬催化劑催化作用的典型剖析

合成氨催化劑的助劑(Al2O3,K2O,CaO等）

Ag為乙烯環氧化反應催化劑的機理 催化重整反應對雙功能催化劑的要求 第五章

1.過渡金屬氧化物催化劑的結構類型,應用及其特點 2.導體、半導體、絕緣體的能帶結構和類型 3.半導體、n型半導體、P型半導體形成

4.雜質對半導體催化劑費米能級Ef、逸出功、和電導率的影響 5.雜質對半導體催化劑的影響

6.半導體催化劑化學吸附與催化作用 A）受電子氣體吸附

n型半導體上吸附

p型半導體上吸附

B)對于施電子氣體吸附(P129表)7.化學吸附狀態的三種類型： 弱鍵吸附

受主鍵吸附（強n鍵吸附）施主鍵吸附（強p鍵吸附）8.氧化物催化劑的半導體機理

9.過渡金屬氧化物催化劑的氧化—還原機理 金屬—氧鍵強度對催化反應的影響 金屬氧化物催化劑氧化還原機理 10.過渡金屬氧化物中晶體場的影響

d軌道的電子狀態影響催化活性 11.過渡金屬氧化物晶體場穩定化能

d軌道的能級分裂

晶體場的穩定化能（CFSE）

12.晶體場穩定化能對催化作用的影響 第六章絡合催化劑及其催化作用

成鍵作用（價鍵，晶體場，分子軌道）Π鍵和σ鍵的形成 幾種常見配體

金屬中心的加成反應（+2和+1）取代效應和對位效應 插入，重排和轉移反應

反應物的活化（烯烴，CO,H2)絡合催化的機理

實例（wacker法乙烯氧化制備乙醛、Z-N催化劑烯烴聚合； 定向聚合；

羰基鈷羰基合成、Wilkinson催化劑加氫反應）

第六章半導體對催化性能的影響小結

(1)N型有利于加氫還原，P型有利于氧化。

(2)費米能級的高低可以調節催化劑的選擇性，如丙烯氧化制丙烯醛時，通過引入Cl-來改變催化劑的選擇性。

(3)與金屬電子構型的關系。d0、d10金屬離子吸附時，d0無電子反饋，d10吸附較弱。表面物種較為活潑，不會發生深度氧化。

(4)對于C-C鍵斷裂的催化過程，反應的關鍵是氧的活化，表面物種為親電子的O2-和O-。對于無C-C斷裂的主要采用O2-晶格氧。費米能級EF是半導體中價電子的平均位能。逸出功是克服電子平均位能的能量。本征半導體中，EF在滿帶和導帶之間； N型半導體中，EF在施主能級和導帶之間； P型半導體中，EF在受主能級和滿帶之間。逸出功：n型<本征

一、雜質對半導體催化劑的影響 1)、對n型半導體

A）加入施主型雜質，EF↗Φ↘導電率↗ B）加入受主雜質，EF ↘Φ↗導電率↘ 2)、對p型半導體

A）加入施主型雜質EF↗Φ↘導電率↘ B）加入受主型雜質EF ↘Φ↗導電率↗

二、氧化物催化劑的半導體機理

Ef越高，自由電子濃度增加，受主型反應催化活性提高。同晶取代，降低了Ef;活性降低

Na>1%,雜質取代，作為施電子體

半導體催化劑制備過程中，應添加原子半徑大的離子，作為施電子體。

三、n型半導體生成條件

A）化合物中含有過量的金屬原子或低價離子 B）氧缺位

C）高價離子取代晶格中的正離子 D）引入電負性小的原子。(摻雜)

四、P型半導體生成條件

A）非化學計量比氧化物中出現正離子缺位。B）用低價正電離子取代晶格中正離子。

C）向晶格摻入電負性大的間隙原子(電負性較大原子的摻雜)。

第二篇：催化原理模擬題(開卷)

中國地質大學（北京）繼續教育學院2013年03課程考試

《催化原理》模擬題（開卷）

相對原子質量：H：1C：12O：16Cu：64Zn：65一．單項選擇題

1．下列物質中，屬于強電解質的是（B）．．．．

A．銅

B．硫酸鋇C．一水合氨

D．酒精

2．下列變化過程中，需要吸熱的是（D）

A．生石灰與水混合B．天然氣燃燒 C．濃硫酸溶于水D．干冰氣化

3．用石墨電極電解下列溶液，陰、陽兩極均產生氣體且氣體物質的量之比為2∶1的是

(B)A．食鹽水

B．硫酸鈉溶液

+

C．硫酸銅溶液

－

D．氯化銅溶液

4．下列離子方程式正確的是(A)

A．碳酸的電離：H2CO3H + HCO

3B．將金屬鈉放入水中：Na + 2H2O ＝ Na++ 2OH－ + H2↑ C．碳酸鈉水解：CO3

+

2－

+ 2H2O ＝ H2CO3 + 2OH

3+

－

D．向氯化鋁溶液中加入過量的燒堿溶液：Al．．．

－

+ 3OH ＝ Al(OH)3↓

D．NaOH固體

－

5． 為了配制NH4的濃度與Cl的濃度比為1∶1的溶液，可以在NH4Cl溶液中加入適量(C)

A．濃鹽酸

B．NaCl固體

C．濃氨水

6．下列說法正確的是（A）

A．鍍層破損后，白鐵皮(鍍鋅鐵板)比馬口鐵（鍍錫鐵板）更耐腐蝕 B．埋在潮濕地下的鐵管道比地上的鐵管道更耐腐蝕

C．鋼鐵發生析氫腐蝕時，正極上發生的電極反應式為：Fe-e= Fe D．在鋼鐵表面涂上一層油漆，不能達到防止鋼鐵銹蝕

7．常溫時，一種pH＝3的酸溶液和一種pH＝11的堿溶液等體積混合后，溶液呈酸性。其原因

可能是（B）

A．濃的強酸和稀的強堿溶液反應C．等濃度的弱堿和強酸溶液反應

B．濃的弱酸和稀的強堿溶液反應 D．生成了一種強酸弱堿鹽

－

3+

8．銀鋅（Ag—Zn）可充電電池廣泛用做各種電子儀器的電源，電解質為KOH。其電池總反

放電 應式為Ag2O + Zn + H2O2Ag + Zn(OH)2，下列說法正確的是(C)

A．放電時Ag2O參與反應的電極為負極 B．放電時正極附近的pH逐漸減小

C．充電時陰極的電極反應為：Zn(OH)2 + 2e－ ＝ Zn + 2OH－ D．充電時每生成1 mol Ag2O轉移1 mol電子A．2K+中的2表示鉀離子的個數是2B．Cu中的2表示銅的化合價是+

2C．C2H5OH中的2表示一個乙醇分子中含有的碳原子數是2

第1頁（共5頁）

2+

充電

9．對下列化學用語中2的含義敘述不正確的是(D)

D．CO(NH2)2：中括號外的2表示一個尿素分子含有的NH2原子團數是2

10．有40G質量分數為5%的CaCL2溶液，若將其質量分數增加到10%，應采用的方法是（C）

A．把溶劑蒸發掉一半B．加入40G質量分數為20%的CaCL2溶液 C．把溶劑蒸發掉20GD．加入2GCaCl2固體 11．下列說法正確的是（C）

A．為了節省藥品，實驗結束后應將剩余藥品放回原瓶 B．為了皮膚消毒，涂抹酒精藥液越濃殺菌消毒效果越好 C．食醋中約含3～ 5%的乙酸

D．氫氣還原CuO后，試管里殘留固體可用稀鹽酸除去

12． 現有一塊北方鹽湖結晶析出的白色晶體．可能含有Na2CO3、Na2SO4、NaC1中的-種或幾種，為了證明其成分，加入試劑的正確順序為(B)

①加水溶解 ②加入足量的硝酸鋇溶液 ③加入足量硝酸 ④加入硝酸銀溶液A．④②③①B．①③②④C．④②①③D．①③②③ 13．下列家庭小實驗不能成功的是(D)

A．用鉛筆芯的粉末使鎖的開啟變得更靈活

B．用純堿和醋作用生成的氣體來熄滅燭光

C．用鹽酸、石灰水證明雞蛋殼的主要成分含有碳酸鹽 D．在煤爐上放一盆水來防止煤氣中毒

14．在制取下列物質的實驗設計中，理論上正確，操作上可行，經濟上合理的是（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.填空題

1． 25℃時，有下列五種溶液：

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固體的飽和AgCl溶液 請根據要求填寫下列空白：

（1）溶液④呈堿性（填“酸性”、“堿性”或“中性”），其原因是

2－－－

（2）在上述①至④四種溶液中，pH由大到小的順序為②④①③﹝填序號﹞（3）將該溫度下a mL的溶液②與b mL的溶液③混合，所得混合溶液的pH=7，則a:b =

1（4）若溶液④和Al2(SO4)3溶液混合，觀察到有白色絮狀沉淀和無色氣體生成，該反應的離

子方程式為2Al3+2-（5）若在溶液⑤中分別放入：A、100mL蒸餾水中；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鹽酸溶液中。充分攪拌后，銀離子濃度最小的是C（填序號）．．

2． SO2的催化氧化是工業制取硫酸的關鍵步驟之一，該反應的化學方程式為：

2SO2+O

22SO3，?H<0。

請回答下列問題：

（1）判斷該反應達到平衡狀態的標志是bc（填字母）。

a．SO2和SO3濃度相等b．SO2百分含量保持不變

c．容器中氣體的壓強不變d．SO3的生成速率與SO2的消耗速率相等（2）當該反應處于平衡狀態時，在體積不變的條件下，下列措施中有利于提高SO2平衡轉．．．．

化率的是bd。（填字母）

a．向裝置中再充入N2b．向裝置中再充入O2c．改變反應的催化劑d．降低溫度

（3）將0.050 mol SO2(g)和0.030 mol O2(g)放入容積為1 L的密閉容器中，在一定條件下

達到平衡，測得c(SO3)＝0.040 mol/L。計算該條件下反應的平衡常數K和SO2的轉化率(不必寫出計算過程)。

①平衡常數K=1.6×103； ②平衡時，SO2的轉化率α(SO2)=80%。

SO32－＋H＋，（4）SO2尾氣常用飽和Na2SO3溶液吸收，減少SO2氣體污染并可得到重要的化工原料NaHSO3。

已知NaHSO3溶液同時存在以下兩種平衡：①HSO3－②HSO3－＋H2O

H2SO3＋OH－；常溫下，0.l mol/L NaHSO3溶液的pH<7，則該溶液中

c(H2SO3)＜c(SO32－）（填“>”、“=”或“<”)。

3．物質的有關用途：①作調味劑 ②制肥皂和造紙 ③作電極 ④改良酸性土壤 ⑤蒸饅頭的除去面團發酵生成的酸 ⑥填充氣球 ⑦配制農藥波爾多液⑧復合肥料

請將上述用途的序號填入下列相應物后面橫線上：（1）③（2）⑦（3）①（4）②（5）⑥（6）⑤（7）④⑦（8）⑧

(1)石墨 ；(2)膽礬 ；(3)氯化鈉 ；(4)燒堿 ；(5)氫氣 ；(6)純堿 ；(7)消石灰；(8)硝酸鉀。

4．日常生活中，用于保護鋼鐵樣品（如自來水等）所使用的銀粉實際上是金屬Al的粉末；家用熱水瓶內膽壁上的金屬是Ag；溫度計中填充的金屬是Hg。

三.實驗題

1．酸堿中和滴定是中學化學常見實驗。

某同學欲測定某濃硫酸樣品的物質的量濃度，進行了以下實驗操作： A．冷卻至室溫后，在100mL容量瓶中定容配成100mL稀硫酸。B．量取20.00mL稀硫酸于錐形瓶中并滴入幾滴指示劑。．．．．．．．

C．將酸式滴定管和堿式滴定管用蒸餾水洗滌干凈，并用各待盛溶液潤洗。D．將物質的量濃度為1.50 mol·L－1的標準NaOH溶液裝入堿式滴定管，調節液面記

下讀數V1。

E．繼續滴定至終點，記下讀數為V2。

F．在錐形瓶下墊一張白紙，把錐形瓶移到堿式滴定管下小心滴入NaOH標準溶液，邊

滴邊搖動錐形瓶。

G．量取濃硫酸樣品5 mL，在燒杯中用蒸餾水溶解。．．．H．重復以上實驗。請回答下列問題：

（1）該實驗正確操作步驟的順序為 G→ A →C→B→D→F→E→ H

（用編號字母填寫）。

（2）量取5mL濃硫酸的儀器是量筒；量取20.00mL稀硫酸的儀器是 酸式滴定管。（3）選用的指示劑是酚酞或甲基橙

。滴定過程中，視線應注視 錐形瓶中溶液顏

色的變化；判斷到達滴定終點的現象是 溶液由無色變成紅色（或溶液由紅色變成橙色）且30s內不褪色；讀數時，視線應相平于（填“高于”、“低于”或“相平于”）溶液凹液面的最低處。（4）下表是實驗測得的有關數據：

滴定 序號 ① ②

待測稀硫酸 的體積(mL)20．00 20．00

所消耗NaOH標準溶液液的體積(mL)

V1 0．50 6．00

－

1V2 22．60 27．90

請計算出該濃硫酸樣品的濃度為16.5mol·L(不必寫出計算過程)。．．．

2.??有一些花的顏色是紅的、藍的或紫的：這些花里含的色素叫花青素?；ㄇ嗨赜龅剿峋妥兗t，遇到堿就變藍??(摘自：仇春霖《萬紫千紅的花》)·

小紅在閱讀此段文字后，做了如下家庭實驗：將一朵紫色喇叭花泡在肥皂水里，喇叭花很快就變成了藍色。她又將另一朵紫色喇叭花泡在家庭廚房里的某種調味品中，喇叭花變成了紅色。請你根據以上實驗現象回答：

(1)肥皂水的PH大于7(填大于;小于或等于;)；(2)小紅選用的調味品可能是白醋；

(3)喇叭花汁液的性質與化學實驗室中常用的紫色石蕊性質相似。3.閱讀短文，回答問題：

人工降雨是怎么回事?利用碘化銀進行人工降雨，其主要原理就是運用了冷凝催化劑機制。具體地說，就是利用高炮，將碘化銀炮彈發射到高空云團的零度層以上，利用碘化銀在高 空分解生成銀單質和碘單質，形成人工冰核。這些冰核經過水汽凝聚，形成冰晶。冰晶發展到一定的程度，它們將通過零度層下降，之后融化，形成雨滴。

今年春天，同安和金門發生了嚴重的旱災，5月14日，市使用了500發碘化銀炮彈，實現了人工降雨30～50MM，大大緩解了災情。

另查資料知：碘的元素符號為I，其常見化合價為-1價，碘單質化學式為I2。(1)寫出碘化銀分解的化學方程式。2AgI＝2Ag十I

2(2)分析上述人工降雨過程中發生的變化，將其中的物理變化和化學變化各舉一例。物理變化：水汽凝華，又形成了冰晶?；瘜W變化：碘銀分解(3)寫出另外一種可用于人工降雨的物質名稱。CO2

(4)請你提出一個解決市用水危機的預防性方案。A．從保護水源的角度：保護水源； B．從節約用水的角度：如節約家庭和工業用水；利用海水沖廁等；C.從廢水的綜合利用：如家庭或工廠廢水的循環使用；D．從水資源的開發：如海水的淡化等；E．從人工增雨的技

術開發：研究人工增雨；F．從保護環境上：植樹造林等。

4.按下列化學反應基本類型依次填入四個化學方程式，要求后一個反應的反應物中必須含有前一個反應的生成物。

（1）分解反應： H2O 2H2↑+O2或 Cu(OH)2CO3 2CuO+H2O+CO2↑（2）置換反應： H2+CuO Cu+H2O或H2+CuO Cu+H2O（3）化合反應： CaO+H2O=Ca(OH)2或2Cu+O2 2CuO

（4）復分解反應： Ca(OH)2+2HCl=CaCl2+2H2O或 CuO+H2SO4=CuSO4+H2O

四.計算題

1.為了對海水的氯化物（假設以NaCl計算）進行成份分析，甲、乙、丙三位同學分別進行實驗，他們的實驗數據如下，請仔細觀察分析，回答下列問題：甲 乙 丙

所取海水樣品的質量（G）100 50 50 加入AGNO3溶液的質量（G）50 50 75

反應后所得的沉淀物的質量（G）1.435 1.435 1.435(1)上述實驗中兩種溶液恰好完全反應是哪一個?

(2)計算海水中的氯化鈉的質量分數是多少?(最后結果保留3位有效數字)解：（1）乙

（2）設50 G海水中含NACL質量為X NACL + AGNO3 = AGCL↓ + NANO3 58.5 143.5 X 1.435G X=0.585G

NACL質量分數 = 0.585G/50G*100% =1.17%

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：載體熱催化傳感器工作原理

載體熱催化傳感器工作原理

催化燃燒式甲烷傳感器的工作原理是：在傳感元件（含敏感元件，以下同）表面的甲烷（或可燃性氣體），在催化劑的催化作用下，發生無焰燃燒，放出熱量，使傳感元件升溫，進而使傳感元件電阻變大，通過測量傳感元件電阻變化就可測出甲烷氣體的濃度

第五篇：催化車間安康杯競賽活動總結

催化車間安康杯競賽活動總結

認真貫徹落實公司《關于開展2014年“安康杯”競賽活動的通知》精神，結合生產實際，催化車間緊緊圍繞“強化紅線意識，促進安全發展”的活動主題，扎實開展2014年“安康杯”競賽活動進一步提高了車間員工的安全意識，促進了車間安全文化建設，為下一步的安全生產打下了堅實的基礎?，F將“安康杯”競賽活動總結如下：

一、催化車間高度重視，精心部署

為確保本次“安康杯”競賽活動的各項工作有效落實，使活動收到最大實效，催化車間高度重視，4月5日，催化車間召開“安康杯”競賽活動動員大會，并成立了 “安康杯”競賽活動領導小組，負責組織、監督、檢查、協調“安康杯”競賽活動的全過程，制定出活動內容、方案和活動時間表，做到有組織，有領導，有條不紊地組織開展 “安康杯”競賽活動。同時吳俊銀主任對2014年“安康杯競賽活動”提出了具體的工作要求和部署，要求各班組負責人，要廣泛發動全體職工，積極參與公司及車間組織的各種“安康杯”競賽活動，努力提高車間員工的安全生產意識和安全操作水平。

二、廣泛宣傳，注重實效

為了做好“安康杯”競賽活動的宣傳工作，催化車間于4月份就積極搜集、整理各項“安康杯”活動資料，并及時下發班組進行宣傳、學習，營造了良好的活動氛圍，拉開了“安康杯”競賽活動的序幕。5月15日組織了一次“讀一本安全生產知識書籍”活動；6月份以安全月活動為主題的黑板報競賽，本次黑板報競賽主題鮮明，版面新穎，形式多樣，內容豐富，廣泛宣傳了黨和國家安全生產法律法規、方針政策和公司管理制度，以及安全生產技術知識，推動全員牢固樹立“強化紅線意識，促進安全發展”的理念，為“安康杯”競賽活動的順利開展做好了鋪墊。

三、積極開展“安康杯”的各項活動，不斷提高員工安全素質

6月份車間積極組織員工觀看QHSE組織的教育警示片，車間也組織了“今天我是安全員”活動，讓員工查找身邊的安全事故隱患；同是也組織本車間員工認真學習安全方面的知識，選出優秀選手參加公司組織的安全知識競賽，車間員工蘇玉華取得了三等獎的成績；為了參加公司組織的消防比武，催化車間認真組織，刻苦訓練，在比賽中取得了佳績。在工會組織的“安全在我心中”的演講比賽活動中，張霞取得了第一名。臺上一分鐘，臺下十年功，這充分說明了我們催化車間高度重視，并認真對待了本次活動。

四、組織事故演練，提高全員風險防范意識和應急救援能力為加強對?；吠话l事故應急處置和員工自救互救能力，在“安康杯”競賽活動期間，車間有選擇性的開展了各項事故救援預案演練，通過事故應急救援預案的演練，提高員工的事故防范意識和事故救援與處置能力，提高應急預案的有效性和操作性，為進一步健全完善了公司事故預警和應急處置機制打下了良好的基礎。

五、開展安全隱患排查治理行動，落實安全生產責任制

活動期間，車間結合實際，組織開展了每周一次的自查自糾安全檢查。6月18日組織了三季度綜合安全檢查和考評，主要從安全責

任制落實、現場管理、危化品以及重大危險源管理、消防安全等相關管理規定或標準進行檢查考評，共查出安全隱患30余項，各班組對存在的問題進行了認真分析，加強安全生產責任制的落實，有效防范了安全事故的發生。

六、開展“我為安全獻一策”安全合理化建議活動

“安康杯”競賽活動期間，車間還組織了“我為安全獻一策”安全合理化建議活動，要求各班組要發動全體員工積極參與安全生產合理化建議活動，充分發揮廣大員工創新能力，從制度管理、操作規程、工藝、設備、職業危害防治等方面，提出安全生產合理化建議，推廣安全生產先進經驗，促進工藝、設備改進，提高安全技術裝備和本質化安全水平。車間共收到班組上報有價值的安全建議 8條。對這些合理化建議車間將積極采納，不斷完善安全管理，排查安全隱患，減少安全事故的發生。

七、存在的問題

1.通過“安康杯”競賽活動的開展，暴露出車間的安全宣傳工作及員工的安全意識還有待進一步加強和改進；

2.各項事故應急救援預案還需通過不斷的演練來進一步完善，提高事故應急演練的真實性和預案的可操作性。

總之，今年的“安康杯”競賽活動，得到了公司領導和全體員工的大力支持，各班組圍繞“強化紅線意識，促進安全發展”的活動主題，認真開展了各項安全生產宣傳教育和安全文化建設活動，增強了車間員工的安全意識和事故防范與處置能力，強化了基層班組安全文化建

設，進一步夯實了安全基礎管理工作，為公司安全生產持續、平穩的運行提供了堅實的保障。

催化車間

2014年8月9日