以缩短用户的开工期,以利于反应分子的活化在选择和设计金属催化剂时,并严格控制制备条件。
除贵金属外,多以氧化物状态提供商品(见表)。活化的方法,常考虑金属组分与反应物分子间应有合适的能量适应性和空间适应性,包括金属晶粒大小和分布等。
然后考虑选择合适的助催化剂和催化剂载体以及所需的制备工艺,以满足所需的化学组成和物理结构、条件十分重要(见催化剂使用),还原态的金属催化剂均极为活泼,易于被氧化。催化剂生产厂为了贮运的方便,并保证催化剂的使用特性,用户经活化处理或在使用过程中才还原成金属状态。
有些催化剂生产厂也提供某些预还原的氨合成用的铁催化剂。
这里有吉林大学化学系编写的《催化作用基础》大纲,请参考。
《催化作用基础》与《催化原理》的内容差不多,复习的话可以参考《催化原理》。 主要讲述催化作用基础知识、基本规律、主要催化反应类型、主要催化剂分类以及催化化学的分支领域,如类催化、酶催化、环境催化以及催化过程的耕合技术等的基本知识。
第一章 绪论 一 催化科学的重要性 二 催化现象的出现及催化科学的形成 三 催化科学的特点 四 基本概念 五 催化领域的期刊及会议论文集 第二章 吸附作用 一 概述 二 物理吸附与化学吸附 三 吸附位能曲线 四 化学吸附的分子轨道图 五 吸附态和吸附化学键 六 吸附粒子在表面上的运动 七 溢流效应 八 吸附热 九 吸附速率和脱附速率 十 吸附平衡 第三章 催化剂某些宏观结构参量的表征 一 催化剂的表面积 二 孔结构参量与孔的简化模型 三 颗粒大小及其分布 四 催化剂的机械强度 第四章 气固多相催化反应动力学基础 一 基本概念 二 机理模型法建立速率方程 三 经验模型法建立速率方程 四 动力学方法与反应机理 五 扩散与反应 六 扩散对催化剂中毒的影响 第五章 固体酸催化剂与催化裂解 第六章 过渡金属配合物催化剂及其相关催化过程 第七章 金属催化剂及其相关催化过程 第八章 金属氧化物的催化作用与催化氧化反应 第九章 固体催化剂设计 第十章 固体催化剂的制备 第十一章多相催化剂的评价 第十二章酶催化作用和光催化作用简介 第十三章新催化材料 第十四章催化过程中应用的几种耦合技术 第十五章环境催化。
先进制造领域关键技术(29)————汽车尾气三元催化技术 一、技术概述 汽车以三种方式向大气排放污染物:尾气排放、曲轴箱通风和燃油蒸发。
其中尾气排放影响最大,其主要污染成分是CO,HC和NOx,汽车尾气三元催化转化器(简称催化器)是安装于汽车排气系统中的最重要的机外净化装置,它可将这些有害气体通过氧化和还原作用转变为无害的CO2,H2O和N2。 催化器中心是多空蜂窝陶瓷载体,孔多而壁薄,使废气通过时有很多接触机会,又不产成较大的背压(排气阻力)。
载体材料一般是高纯度的堇青石,具有适当的吸水性,以便催化剂的涂附,并有极低的热膨胀系数,以使在反复承受热冲击的情况下,不产生大的应力变化和疲劳破损。 载体表面涂有很薄的催化剂涂层,其中直接起催化作用的主要是铂族贵金属(铂Pt、铑Rd、钯Pd),稀土材料铈Ce和镧La的氧化物具有储氧功能,并有助催化的作用,将上述多种材料按一定比例(配方)制成催化剂,能收到最佳的催化效果。
由于贵金属价格昂贵,催化剂中的贵金属含量低就成了它的水平和市场竞争力的标志。 催化剂的主要技术指标是对废气中三种主要有害成分的转化效率,一般都应在80%以上,起燃温度T50是检验低温下催化剂活性的重要指标,对冷启动时废气的转化作用有重要影响,一般在300度以下。
高温抗老化性能也是重要的技术指标,一般在80000公里时,劣化系数应小于1.2。 二、现状及国内外发展趋势 美国、欧洲及日本代表着当今世界汽车工业发展潮流。
美国对汽车排放控制起步早、进程快、要求高,尤其是美国的加州,其法规是世界上最严格的。欧洲排放控制起步较慢,法规较松,但2005年后,排放控制也要达到美国当时水平。
日本为了适应国内环境保护和出口国外需要,排放控制技术发展很快。三元催化技术是机外净化最成功最有效的方法,国外应用取得了很大的成功,目前正向低贵金属含量、紧密偶合型、电加温型和柴油机微粒控制等方向发展。
三、“十五”目标及主要研究内容 随着汽油机和柴油机电子控制技术在近期内在国内的广泛应用和排放法规将进一步加严,尾气催化转化器将在我国大量使用。 ①目标:完成关键技术攻关和新产品开发及推广应用,加速新产品产业化工程建设。
②主要研究内容:低膨胀,耐高温,高强度,多孔隙的蜂窝陶瓷载体;高稀土,低贵金属含量的催化剂;催化剂的涂附技术和催化转化器的设计制造技术;催化器与整车排放系统的匹配技术;紧密偶合型 、电加温型和柴油机微粒控制催化器技术。 。
催化化学对人类社会的发展和进步起着深远的影响,80 % 以上的传统化工过程都与催化作用有关。
近年来随着人类对能源、环境和健康等问题的普遍关注,催化化学的作用和地位进一步获得了新的评价。因此,适当掌握一些关于催化剂及催化过程的知识是非常必要的。
催化化学是一门面向化学类专业大学学生的一门学科。其目的主要是使学生了解催化化学的基础知识以及最新发展动向,通过学习,提高学生对化学和化工领域的环境友好的意识,为今后从事研究和开发打下良好的基础。
学科内容主要包括:催化作用基础、催化剂的设计、制备和表征以及各种新兴催化技术在绿色化学、生物医药等领域的应用,如纳米技术、超临界流体技术和相转移催化等。 高中有机化学基础知识总结概括 1、常温常压下为气态的有机物:1~4个碳原子的烃,一氯甲烷、新戊烷、甲醛。
2、碳原子较少的醛、醇、羧酸(如甘油、乙醇、乙醛、乙酸)易溶于水;液态烃(如苯、汽油)、卤代烃(溴苯)、硝基化合物(硝基苯)、醚、酯(乙酸乙酯)都难溶于水;苯酚在常温微溶与水,但高于65℃任意比互溶。 3、所有烃、酯、一氯烷烃的密度都小于水;一溴烷烃、多卤代烃、硝基化合物的密度都大于水。
4、能使溴水反应褪色的有机物有:烯烃、炔烃、苯酚、醛、含不饱和碳碳键(碳碳双键、碳碳叁键)的有机物。能使溴水萃取褪色的有:苯、苯的同系物(甲苯)、CCl4、氯仿、液态烷烃等。
5、能使酸性高锰酸钾溶液褪色的有机物:烯烃、炔烃、苯的同系物、醇类、醛类、含不饱和碳碳键的有机物、酚类(苯酚)。 6、碳原子个数相同时互为同分异构体的不同类物质:烯烃和环烷烃、炔烃和二烯烃、饱和一元醇和醚、饱和一元醛和酮、饱和一元羧酸和酯、芳香醇和酚、硝基化合物和氨基酸。
7、无同分异构体的有机物是:烷烃:CH4、C2H6、C3H8;烯烃:C2H4;炔烃:C2H2;氯代烃:CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4、C2H5Cl;醇:CH4O;醛:CH2O、C2H4O;酸:CH2O2。 8、属于取代反应范畴的有:卤代、硝化、磺化、酯化、水解、分子间脱水(如:乙醇分子间脱水)等。
9、能与氢气发生加成反应的物质:烯烃、炔烃、苯及其同系物、醛、酮、不饱和羧酸(CH2=CHCOOH)及其酯(CH3CH=CHCOOCH3)、油酸甘油酯等。 10、能发生水解的物质:金属碳化物(CaC2)、卤代烃(CH3CH2Br)、醇钠(CH3CH2ONa)、酚钠(C6H5ONa)、羧酸盐(CH3COONa)、酯类(CH3COOCH2CH3)、二糖(C12H22O11)(蔗糖、麦芽糖、纤维二糖、乳糖)、多糖(淀粉、纤维素)((C6H10O5)n)、蛋白质(酶)、油脂(硬脂酸甘油酯、油酸甘油酯)等。
11、能与活泼金属反应置换出氢气的物质:醇、酚、羧酸。 12、能发生缩聚反应的物质:苯酚(C6H5OH)与醛(RCHO)、二元羧酸(COOH—COOH)与二元醇(HOCH2CH2OH)、二元羧酸与二元胺(H2NCH2CH2NH2)、羟基酸(HOCH2COOH)、氨基酸(NH2CH2COOH)等。
13、需要水浴加热的实验:制硝基苯(—NO2,60℃)、制苯磺酸(—SO3H,80℃)制酚醛树脂(沸水浴)、银镜反应、醛与新制Cu(OH)2悬浊液反应(热水浴)、酯的水解、二糖水解(如蔗糖水解)、淀粉水解(沸水浴)。 14、光 光照条件下能发生反应的:烷烃与卤素的取代反应、苯与氯气加成反应(紫外光)、—CH3+Cl2—CH2Cl(注意在铁催化下取代到苯环上)。
15、常用有机鉴别试剂:新制Cu(OH)2、溴水、酸性高锰酸钾溶液、银氨溶液、NaOH溶液、FeCl3溶液。 16、最简式为CH的有机物:乙炔、苯、苯乙烯(—CH=CH2);最简式为CH2O的有机物:甲醛、乙酸(CH3COOH)、甲酸甲酯(HCOOCH3)、葡萄糖(C6H12O6)、果糖(C6H12O6)。
17、能发生银镜反应的物质(或与新制的Cu(OH)2共热产生红色沉淀的):醛类(RCHO)、葡萄糖、麦芽糖、甲酸(HCOOH)、甲酸盐(HCOONa)、甲酸酯(HCOOCH3)等。 18、常见的官能团及名称:—X(卤原子:氯原子等)、—OH(羟基)、—CHO(醛基)、—COOH(羧基)、—COO—(酯基)、—CO—(羰基)、—O—(醚键)、C=C(碳碳双键)、—C≡C—(碳碳叁键)、—NH2(氨基)、—NH—CO—(肽键)、—NO2(硝基) 19、常见有机物的通式:烷烃:CnH2n+2;烯烃与环烷烃:CnH2n;炔烃与二烯烃:CnH2n-2;苯的同系物:CnH2n-6;饱和一元卤代烃:CnH2n+1X;饱和一元醇:CnH2n+2O或CnH2n+1OH;苯酚及同系物:CnH2n-6O或CnH2n-7OH;醛:CnH2nO或CnH2n+1CHO;酸:CnH2nO2或CnH2n+1COOH;酯:CnH2nO2或CnH2n+1COOCmH2m+1 20、检验酒精中是否含水:用无水CuSO4——变蓝 21、发生加聚反应的:含C=C双键的有机物(如烯) 21、能发生消去反应的是:乙醇(浓硫酸,170℃);卤代烃(如CH3CH2Br)醇发生消去反应的条件:C—C—OH、卤代烃发生消去的条件:C—C—XHH 23、能发生酯化反应的是:醇和酸 24、燃烧产生大量黑烟的是:C2H2、C6H6 25、属于天然高分子的是:淀粉、纤维素、蛋白质、天然橡胶(油脂、麦芽糖、蔗糖不是) 26、属于三大合成材料的是:塑料、合成橡胶、合成纤维 27、常用来造纸的原料:纤维素 28、常用来制葡萄糖的是:淀粉 29、能发生皂化反应的是:油脂 30、水解生成氨基酸的是:蛋白质 31、水解的最终产物是葡萄糖的是:淀粉、纤维素、麦芽糖 32、能与Na2CO3或NaHCO3溶液反应的有机物是:含有—COOH:如乙酸 33、能与Na2CO3反应而不能跟NaHCO3反应的有机物是:苯酚 3。
高中有机化学基础知识总结概括 1、常温常压下为气态的有机物:1~4个碳原子的烃,一氯甲烷、新戊烷、甲醛。
2、碳原子较少的醛、醇、羧酸(如甘油、乙醇、乙醛、乙酸)易溶于水;液态烃(如苯、汽油)、卤代烃(溴苯)、硝基化合物(硝基苯)、醚、酯(乙酸乙酯)都难溶于水;苯酚在常温微溶与水,但高于65℃任意比互溶。 3、所有烃、酯、一氯烷烃的密度都小于水;一溴烷烃、多卤代烃、硝基化合物的密度都大于水。
4、能使溴水反应褪色的有机物有:烯烃、炔烃、苯酚、醛、含不饱和碳碳键(碳碳双键、碳碳叁键)的有机物。能使溴水萃取褪色的有:苯、苯的同系物(甲苯)、CCl4、氯仿、液态烷烃等。
5、能使酸性高锰酸钾溶液褪色的有机物:烯烃、炔烃、苯的同系物、醇类、醛类、含不饱和碳碳键的有机物、酚类(苯酚)。 6、碳原子个数相同时互为同分异构体的不同类物质:烯烃和环烷烃、炔烃和二烯烃、饱和一元醇和醚、饱和一元醛和酮、饱和一元羧酸和酯、芳香醇和酚、硝基化合物和氨基酸。
7、无同分异构体的有机物是:烷烃:CH4、C2H6、C3H8;烯烃:C2H4;炔烃:C2H2;氯代烃:CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4、C2H5Cl;醇:CH4O;醛:CH2O、C2H4O;酸:CH2O2。 8、属于取代反应范畴的有:卤代、硝化、磺化、酯化、水解、分子间脱水(如:乙醇分子间脱水)等。
9、能与氢气发生加成反应的物质:烯烃、炔烃、苯及其同系物、醛、酮、不饱和羧酸(CH2=CHCOOH)及其酯(CH3CH=CHCOOCH3)、油酸甘油酯等。 10、能发生水解的物质:金属碳化物(CaC2)、卤代烃(CH3CH2Br)、醇钠(CH3CH2ONa)、酚钠(C6H5ONa)、羧酸盐(CH3COONa)、酯类(CH3COOCH2CH3)、二糖(C12H22O11)(蔗糖、麦芽糖、纤维二糖、乳糖)、多糖(淀粉、纤维素)((C6H10O5)n)、蛋白质(酶)、油脂(硬脂酸甘油酯、油酸甘油酯)等。
11、能与活泼金属反应置换出氢气的物质:醇、酚、羧酸。 12、能发生缩聚反应的物质:苯酚(C6H5OH)与醛(RCHO)、二元羧酸(COOH—COOH)与二元醇(HOCH2CH2OH)、二元羧酸与二元胺(H2NCH2CH2NH2)、羟基酸(HOCH2COOH)、氨基酸(NH2CH2COOH)等。
13、需要水浴加热的实验:制硝基苯(—NO2,60℃)、制苯磺酸(—SO3H,80℃)制酚醛树脂(沸水浴)、银镜反应、醛与新制Cu(OH)2悬浊液反应(热水浴)、酯的水解、二糖水解(如蔗糖水解)、淀粉水解(沸水浴)。 14、光 光照条件下能发生反应的:烷烃与卤素的取代反应、苯与氯气加成反应(紫外光)、—CH3+Cl2—CH2Cl(注意在铁催化下取代到苯环上)。
15、常用有机鉴别试剂:新制Cu(OH)2、溴水、酸性高锰酸钾溶液、银氨溶液、NaOH溶液、FeCl3溶液。 16、最简式为CH的有机物:乙炔、苯、苯乙烯(—CH=CH2);最简式为CH2O的有机物:甲醛、乙酸(CH3COOH)、甲酸甲酯(HCOOCH3)、葡萄糖(C6H12O6)、果糖(C6H12O6)。
17、能发生银镜反应的物质(或与新制的Cu(OH)2共热产生红色沉淀的):醛类(RCHO)、葡萄糖、麦芽糖、甲酸(HCOOH)、甲酸盐(HCOONa)、甲酸酯(HCOOCH3)等。 18、常见的官能团及名称:—X(卤原子:氯原子等)、—OH(羟基)、—CHO(醛基)、—COOH(羧基)、—COO—(酯基)、—CO—(羰基)、—O—(醚键)、C=C(碳碳双键)、—C≡C—(碳碳叁键)、—NH2(氨基)、—NH—CO—(肽键)、—NO2(硝基) 19、常见有机物的通式:烷烃:CnH2n+2;烯烃与环烷烃:CnH2n;炔烃与二烯烃:CnH2n-2;苯的同系物:CnH2n-6;饱和一元卤代烃:CnH2n+1X;饱和一元醇:CnH2n+2O或CnH2n+1OH;苯酚及同系物:CnH2n-6O或CnH2n-7OH;醛:CnH2nO或CnH2n+1CHO;酸:CnH2nO2或CnH2n+1COOH;酯:CnH2nO2或CnH2n+1COOCmH2m+1 20、检验酒精中是否含水:用无水CuSO4——变蓝 21、发生加聚反应的:含C=C双键的有机物(如烯) 21、能发生消去反应的是:乙醇(浓硫酸,170℃);卤代烃(如CH3CH2Br)醇发生消去反应的条件:C—C—OH、卤代烃发生消去的条件:C—C—XHH 23、能发生酯化反应的是:醇和酸 24、燃烧产生大量黑烟的是:C2H2、C6H6 25、属于天然高分子的是:淀粉、纤维素、蛋白质、天然橡胶(油脂、麦芽糖、蔗糖不是) 26、属于三大合成材料的是:塑料、合成橡胶、合成纤维 27、常用来造纸的原料:纤维素 28、常用来制葡萄糖的是:淀粉 29、能发生皂化反应的是:油脂 30、水解生成氨基酸的是:蛋白质 31、水解的最终产物是葡萄糖的是:淀粉、纤维素、麦芽糖 32、能与Na2CO3或NaHCO3溶液反应的有机物是:含有—COOH:如乙酸 33、能与Na2CO3反应而不能跟NaHCO3反应的有机物是:苯酚 。
初中化学基础知识总结和常用口诀 一、物质的学名、俗名及化学式 ⑴金刚石、石墨:C⑵水银、汞:Hg (3)生石灰、氧化钙:CaO(4)干冰(固体二氧化碳):CO2 (5)盐酸、氢氯酸:HCl(6)亚硫酸:H2SO3 (7)氢硫酸:H2S (8)熟石灰、消石灰:Ca(OH)2 (9)苛性钠、火碱、烧碱:NaOH (10)纯碱:Na2CO3 碳酸钠晶体、纯碱晶体:Na2CO3·10H2O (11)碳酸氢钠、酸式碳酸钠:NaHCO3 (也叫小苏打)(12)胆矾、蓝矾、硫酸铜晶体:CuSO4·5H2O (13)铜绿、孔雀石:Cu2(OH)2CO3(分解生成三种氧化物的物质)(14)甲醇:CH3OH 有毒、失明、死亡(15)酒精、乙醇:C2H5OH (16)醋酸、乙酸(16.6℃冰醋酸)CH3COOH(CH3COO- 醋酸根离子) 具有酸的通性(17)氨气:NH3 (碱性气体)(18)氨水、一水合氨:NH3·H2O(为常见的碱,具有碱的通性,是一种不含金属离子的碱)(19)亚硝酸钠:NaNO2 (工业用盐、有毒) 二、常见物质的颜色的状态 1、白色固体:MgO、P2O5、CaO、NaOH、Ca(OH)2、KClO3、KCl、Na2CO3、NaCl、无水CuSO4;铁、镁为银白色(汞为银白色液态) 2、黑色固体:石墨、炭粉、铁粉、CuO、MnO2、Fe3O4▲KMnO4为紫黑色 3、红色固体:Cu、Fe2O3 、HgO、红磷▲硫:淡黄色▲ Cu2(OH)2CO3为绿色 4、溶液的颜色:凡含Cu2+的溶液呈蓝色;凡含Fe2+的溶液呈浅绿色;凡含Fe3+的溶液呈棕黄色,其余溶液一般不无色。
(高锰酸钾溶液为紫红色) 5、沉淀(即不溶于水的盐和碱):①盐:白色↓:CaCO3、BaCO3(溶于酸)AgCl、BaSO4(也不溶于稀HNO3) 等 ②碱:蓝色↓:Cu(OH)2 红褐色↓:Fe(OH)3白色↓:其余碱。 6、(1)具有刺激性气体的气体:NH3、SO2、HCl(皆为无色) (2)无色无味的气体:O2、H2、N2、CO2、CH4、CO(剧毒) ▲注意:具有刺激性气味的液体:盐酸、硝酸、醋酸。
酒精为有特殊气体的液体。 7、有毒的,气体:CO 液体:CH3OH 固体:NaNO2 CuSO4(可作杀菌剂 ,与熟石灰混合配成天蓝色的粘稠状物质——波尔多液) 三、物质的溶解性 1、盐的溶解性 含有钾、钠、硝酸根、铵根的物质都溶于水 含Cl的化合物只有AgCl不溶于水,其他都溶于水; 含SO42-的化合物只有BaSO4 不溶于水,其他都溶于水。
含CO32-的物质只有K2CO3、Na2CO3、(NH4)2CO3溶于水,其他都不溶于水 2、碱的溶解性 溶于水的碱有:氢氧化钡、氢氧化钾、氢氧化钙、氢氧化钠和氨水,其他碱不溶于水。难溶性碱中Fe(OH)3是红褐色沉淀,Cu(OH)2是蓝色沉淀,其他难溶性碱为白色。
(包括Fe(OH)2)注意:沉淀物中AgCl和BaSO4 不溶于稀硝酸,其他沉淀物能溶于酸。如:Mg(OH)2 CaCO3 BaCO3 Ag2 CO3 等 3、大部分酸及酸性氧化物能溶于水,(酸性氧化物+水→酸)大部分碱性氧化物不溶于水,能溶的有:氧化钡、氧化钾、氧化钙、氧化钠(碱性氧化物+水→碱) 四、化学之最 1、地壳中含量最多的金属元素是铝。
2、地壳中含量最多的非金属元素是氧。 3、空气中含量最多的物质是氮气。
4、天然存在最硬的物质是金刚石。 5、最简单的有机物是甲烷。
6、金属活动顺序表中活动性最强的金属是钾。 7、相对分子质量最小的氧化物是水。
最简单的有机化合物CH4 8、相同条件下密度最小的气体是氢气。9、导电性最强的金属是银。
10、相对原子质量最小的原子是氢。11、熔点最小的金属是汞。
12、人体中含量最多的元素是氧。13、组成化合物种类最多的元素是碳。
14、日常生活中应用最广泛的金属是铁。 15、最早利用天然气的是中国;中国最大煤炭基地在:山西省;最早运用湿法炼铜的是中国(西汉发现[刘安《淮南万毕术》“曾青得铁则化为铜” ]、宋朝应用);最早发现电子的是英国的汤姆生;最早得出空气是由N2和O2组成的是法国的拉瓦锡。
五、初中化学中的“三” 1、构成物质的三种微粒是分子、原子、离子。 2、还原氧化铜常用的三种还原剂氢气、一氧化碳、碳。
3、氢气作为燃料有三大优点:资源丰富、发热量高、燃烧后的产物是水不污染环境。 4、构成原子一般有三种微粒:质子、中子、电子。
5、黑色金属只有三种:铁、锰、铬。 6、构成物质的元素可分为三类即(1)金属元素、(2)非金属元素、(3)稀有气体元素。
7、铁的氧化物有三种,其化学式为(1)FeO、(2)Fe2O3、(3) Fe3O4。 8、溶液的特征有三个(1)均一性;(2)稳定性;(3)混合物。
9、化学方程式有三个意义:(1)表示什么物质参加反应,结果生成什么物质;(2)表示反应物、生成物各物质问的分子或原子的微粒数比;(3)表示各反应物、生成物之间的质量比。化学方程式有两个原则:以客观事实为依据;遵循质量守恒定律。
10、生铁一般分为三种:白口铁、灰口铁、球墨铸铁。 11、碳素钢可分为三种:高碳钢、中碳钢、低碳钢。
12、常用于炼铁的铁矿石有三种:(1)赤铁矿(主要成分为Fe2O3);(2)磁铁矿(Fe3O4);(3)菱铁矿(FeCO3)。 13、炼钢的主要设备有三种:转炉、电炉、平炉。
14、常与温度有关的三个反应条件是点燃、加热、高温。 15、饱和溶液变不饱。
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