绿色化学之催化剂.ppt

第三十页，共六十八页，2022年，8月28日 第三十一页，共六十八页，2022年，8月28日 第三十二页，共六十八页，2022年，8月28日 第三十三页，共六十八页，2022年，8月28日 第三十四页，共六十八页，2022年，8月28日 第三十五页，共六十八页，2022年，8月28日 第三十六页，共六十八页，2022年，8月28日 第三十七页，共六十八页，2022年，8月28日 第三十八页，共六十八页，2022年，8月28日 第三十九页，共六十八页，2022年，8月28日 第四十页，共六十八页，2022年，8月28日 第四十一页，共六十八页，2022年，8月28日 第四十二页，共六十八页，2022年，8月28日 第四十三页，共六十八页，2022年，8月28日 第四十四页，共六十八页，2022年，8月28日 第四十五页，共六十八页，2022年，8月28日 第四十六页，共六十八页，2022年，8月28日 第四十七页，共六十八页，2022年，8月28日 第四十八页，共六十八页，2022年，8月28日 第一页，共六十八页，2022年，8月28日 第一章 催化剂发展历程 第二章 催化剂 第三章 绿色催化剂 第二页，共六十八页，2022年，8月28日 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 大发展时期（20世纪30～60年代） 规模扩大品种增加 有机金属催化剂 选择性催化剂 加氢精制催化剂 分子筛催化剂 大型合成氨催化剂系列 催化剂发展阶段 第三页，共六十八页，2022年，8月28日 更新换代时期（20世纪70～80年代） 高效络合催化剂 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 中国催化剂工业的发展 第四页，共六十八页，2022年，8月28日 萌芽时期（20世纪以前） 　　催化剂工业发展史与工业催化过程的开发及演变有密切关系。1740年英国医生J.沃德在伦敦附近建立了一座燃烧硫磺和硝石制硫酸的工厂，1746年英国J.罗巴克建立了铅室反应器，生产过程中由硝石产生的氧化氮实际上是一种气态的催化剂，这是利用催化技术从事工业规模生产的开端。1831年P.菲利普斯获得二氧化硫在铂上氧化成三氧化硫的英国专利。 19世纪60年代，开发了用氯化铜为催化剂使氯化氢进行氧化以制取氯气的迪肯过程。1875年德国人E.雅各布在克罗伊茨纳赫建立了第一座生产发烟硫酸的接触法装置，并制造所需的铂催化剂，这是固体工业催化剂的先驱。铂是第一个工业催化剂，现在铂仍然是许多重要工业催化剂中的催化活性组分。19世纪，催化剂工业的产品品种少，都采用手工作坊的生产方式。由于催化剂在化工生产中的重要作用，自工业催化剂问世以来，其制造方法就被视为秘密。 第五页，共六十八页，2022年，8月28日 第六页，共六十八页，2022年，8月28日 第七页，共六十八页，2022年，8月28日 第八页，共六十八页，2022年，8月28日 绿色催化剂 催化剂是化学工艺的基础，是许多化学反应实现工业应用的关键。目前大多数化工产品的生产，均采用了催化反应技术，据统计，约85%化学品是通过催化工艺生产的，新的化工过程有80%以上是依靠催化技术来完成的。 第九页，共六十八页，2022年，8月28日 催化剂定义 定义 能改变反应速率，而本身的组成、质量和化学性质在反应前后均不发生变化的物质叫做催化剂 加快反应的为正催化剂，减慢反应的为负催化剂 特点 催化剂只能实现热力学上可以发生的反应 催化剂只能缩短或延长到达平衡的时间，而不能改变转化率 催化剂具有选择性 催化剂是第一步的反应物，最后一步的产物，即经过一次化学循环后又恢复到原来的组成 第十页，共六十八页，2022年，8月28日 绿色催化剂定义 绿色化学要求化学品的生产最大限度地合理利用资源，最低限度地产生环境污染和最大限度地维护生态平衡。它对化学反应的要求是：采用无毒、无害的原料；在无毒无害及温和的条件下进行；反应必须具有高效的选择性；产品应是环境友好的。这四点要求之中有两点涉及到催化剂，人们将这类催化反应成为绿色催化反应，其使用的催化剂也就称为绿色催化剂。 第十一页，共六十八页，2022年，8月28日 固体酸催化剂 酸催化工艺在化学生产过程中占有重要地位。传统催化剂重要是硫酸、磷酸、氢氟酸及无水三氯化铝等，他们腐蚀性强，后处理复杂，污染严重，不能满足环保的要求。这就迫切需求研究固体酸取代他们。 目前研究较多的固体酸有如下几种： 沸石分子筛 杂多酸催化剂 超强酸 离子交换树脂 第十二页，共六十八页，2022年，8月28日 沸石分子筛 概念 沸石分子筛是结晶铝硅酸金属盐的水合物，其化学通式为：Mx/