催化原理教案_第1頁
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文檔簡介

1、1催化原理西北大學化學系展望21世紀的化學——催化3能有別于均相催化劑的主要因素。例如,20世紀以來,化學工業(yè)的品種和規(guī)模的巨大增長無不借助催化劑,從世紀初合成氨的工業(yè)化,50年代以后石油化學工業(yè)和高分子工業(yè)的興起,乃至60年代以后解決環(huán)境保護為題都與使用催化劑相關,現(xiàn)代化的化工和石油加工過程約90%是催化過程。目前,催化劑的用途可分為三大方面:①汽車排氣凈化;②礦物燃料加工;③化學品制造。我國自50年代開始有催化的系統(tǒng)教學和科研,目前

2、已有45所大學和科研單位培養(yǎng)各種學位的催化專門人才,開設催化課程的單位遠不止此數(shù)。(見附錄)二、催化科學和技術發(fā)展簡介最早記載有“催化現(xiàn)象”的資料,可以追溯到四百多年前,1597年由德國煉金術士A.Libavius(1540~1616)著的“Alchymia”一書,而“催化作用”作為一個化學概念,則是在這之后數(shù)百年,于1836年才由瑞典化學家J.J.Berzelius(1779~1848)在其著名的“二元學說”基礎上提出來。他認為具有催

3、化作用的物質,除了和一般元素和化合物一樣與電性向導(正、負)的兩部分組成(二元)之外,還具有一種所謂的催化力(catalytischecraft),并引入(catalysis,分解)一詞,以和一般化學反應相區(qū)別。在這之后,催化研究獲得了廣泛開展。1894年,德國化學家W.Ostwald(1853~1932)認為催化劑是一種可以改變一個化學反應速度而又不存在與產物中的物質?!按呋蹦壳斑€算不上是一門獨立的、已自成體系的學科,他的過去和現(xiàn)在

4、,都是在不斷吸取大量的分支科學的有益成就才發(fā)展并逐漸豐富起來的。1.實用催化劑的開發(fā)實用催化劑的開發(fā)和化工產品的原料有著密切的關系。半個多世紀以來,化工原料經歷了由煤——→石油(天然氣)——→煤的變化。在1940~1950年代,大宗化工產品主要由煤,通過電石制得的乙炔制成,這時,最引人注意的催化劑是過渡金屬IB(銅)、IIB(汞、鋅)的配合物。第二次世界大戰(zhàn)后,石油化工獲得了迅猛發(fā)展。這時,VIII族元素的鉑、鈀、鈷、鎳和鈦對烯烴、二烯

5、烴的活化起著重要的作用。70年代初期,由于能源危機的關系,化學工業(yè)又轉向以煤為原料的C1化學,這里CO(一氧化碳)通過VIII族元素的銠、釕等的活化作用引起了普遍的注意。在已開發(fā)的實用催化劑中,以下四類催化劑最具特色:(1)配合物催化劑:典型的例子是用于烯烴、二烯烴聚合和齊聚的ZieglerNatta型催化劑,烯烴通過生成π配合物進行氧化偶聯(lián)、或氧化陰離子化的各種鈀配合物催化劑(例如,由Wacker法自乙烯合成乙醛)。Wacker法:大

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