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小木虫论坛-学术科研互动平台 » 化学化工区 » 催化 » 催化反应 » 【求助】求助一个催化的基本问题
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hxxcyb

木虫 (正式写手)

[交流] 【求助】求助一个催化的基本问题已有8人参与

实验室中用的催化反应器大致有两种，一种是固定床（气体或气液物料经过催化机床层时发生反应，然后进入产物收集装置），另一种是带搅拌高压釜（搅拌一段时间后开釜收集反应产物）。
对于固定床有空速这么一个概念，表示反应物在催化剂层停留的时间，反应物在催化剂层停留时间越长越有利于反应物的吸附、反应；在经过催化剂这个过程中催化剂的用量、比表面积、孔道结构、或者是暴露的晶面对反应物的转化率就会有很大的影响。
对于高压釜中的反应，在反应后达到化学平衡状态，催化剂的用量、比表面积、孔道结构、暴露晶面应该对反应物的转化率不会有大的影响；比如这个反应在较好的催化剂下1小时可以达到平衡，而较差的催化剂或者是量小的催化剂需要在5小时达到平衡，这样我在做催化性能对比时同样进行5小时的实验，在分析产物时就无法判断哪个催化剂效率高，是不是这样呢？这样的话催化剂的加入量、比表面积、孔道结构（假设都能进入催化剂孔道）、暴露晶面不会对这个催化反应最后的催化效果（反应物转化率、产物收率）有差别，不知道这样理解的对不对？判断催化剂的催化效率一般用什么方法呢？记得好像有个单位表面积单位时间反应物的分子的转化数的说法，在实际操作上能否用高压釜这种方式来判断出来？本人看的相关资料很少，若是有人能推荐几篇涉及到以上问题的文献更好。
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1楼2010-06-11 11:37:14
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回帖支持 ( 显示支持度最高的前 50 名 )

jinkai838

木虫 (著名写手)
hxxcyb(金币+3): 2010-06-11 14:58:14
这个催化反应最后的催化效果（反应物转化率、产物收率）有差别”
     你说的很对！催化过程就是复杂体系，复杂现象，在现有的计算能力条件下，不能计算，所以我们做实验，也就是工艺；第二，催化分为三种层次：宏观，介观，微观。解释问题不能太跳级，你不能宏观出了差别，你非要找微观的问题，那样解释的不通！你做实验的目的的关键就是找到最优的条件，在这个最优条件下找到最合适的催化剂，你工作量在什么地方上，就在找到为什么在这个条件下的催化剂，解释这个现象，所以做完了制备，做大量的表征，解释现象
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斜杠青年
3楼2010-06-11 12:06:49
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mland

木虫 (著名写手)
hxxcyb(金币+5): 2010-06-11 15:35:05
hxxcyb(金币+3): 2010-06-11 15:50:20
引用回帖:
Originally posted by hxxcyb at 2010-06-11 15:07:26:

我帖子中说“这个催化反应最后的催化效果没有差别”。不知道你是否说我的这个说法是对的？
我举个例子，如在相同的实验条件下，相同的催化剂，但是催化剂的量是不同的，比如一个为1g催化剂，一个为0.5g催化剂， ...

可以这么理解，实际上有个概念TOF恰好说的就是这个。
我最近的实验也可以给出这种结果：当催化剂用0.2mol%时，1h达到了92%的转化率；当催化剂用0.1mol%时，2h达到了91%的转化率。
但是，当使用0.05mol%时候，用了6h达到了92.5%的转化率，显然比上面的要差一些，这也是很正常的，因为降低催化剂的量时常会使得催化剂活性下降严重。
关于TOF的准确描述，可以参考文献：M. Boudart, Turnover Rates in Heterogeneous Catalysis, Chem. Rev. 1995, 95, 661-666.
个人理解，仅供讨论。
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10楼2010-06-11 15:26:09
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yutian.35

荣誉版主 (知名作家)

小木虫金库管理员
hxxcyb(金币+3): 2010-06-11 15:08:13
带搅拌高压釜，就是一般说的浆态床，没你想得那么复杂，比较催化剂的效率，只要固定了催化剂的质量，固含量，不同催化剂的效率就是确定的，跟固定床一样，达到反应平衡的时间也不会差别太大。
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年龄越大，越喜欢喝点小酒，因为心里有些话越来越说不出口。加班越久，越喜欢一个人走，因为想知道自己究竟还能忍受多久。当初都是一群人上路，后来是一个人独
2楼2010-06-11 11:58:12
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mybluesky8788

铁杆木虫 (小有名气)
hxxcyb(金币+3): 2010-06-11 15:10:36
楼上说的很有道理，我同意，还有就是我真的不太明白楼主要表达的意思，要问什么！浆态床，你做的是间歇反应，和固定床的连续反应差别很大，怎么有可比性呢？而且你把一个简单的东西说的无比复杂，真是晕了！
你说的催化效率是动力学的范畴，你一个浆态床间歇反应，你把重点放在这干啥呢？请详细说说呗！浆态床，你做的间歇反应，就考察选择性转化率还不够吗？
要做动力学需要的是精确微量的反应！你的。。。就我的知识水平来看，没法做！
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4楼2010-06-11 12:21:45
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hxxcyb

木虫 (正式写手)
引用回帖:
Originally posted by jinkai838 at 2010-06-11 12:06:49:
这个催化反应最后的催化效果（反应物转化率、产物收率）有差别”
     你说的很对！催化过程就是复杂体系，复杂现象，在现有的计算能力条件下，不能计算，所以我们做实验，也就是工艺；第二，催化分为三种层次： ...

我帖子中说“这个催化反应最后的催化效果没有差别”。不知道你是否说我的这个说法是对的？
我举个例子，如在相同的实验条件下，相同的催化剂，但是催化剂的量是不同的，比如一个为1g催化剂，一个为0.5g催化剂，那么这个体系达到反应平衡后，反应后产物的所有组分的浓度都是一样的，不会因为催化剂的量有差别而有差别。不同催化剂的量的影响仅在于它们使得反应达到平衡的时间不同。这种理解对吗？我没做过这种实验，只是觉得可能是这样。
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5楼2010-06-11 15:07:26
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hxxcyb

木虫 (正式写手)
引用回帖:
Originally posted by yutian.35 at 2010-06-11 11:58:12:
带搅拌高压釜，就是一般说的浆态床，没你想得那么复杂，比较催化剂的效率，只要固定了催化剂的质量，固含量，不同催化剂的效率就是确定的，跟固定床一样，达到反应平衡的时间也不会差别太大。

我用的是同种材料的催化剂，不同的仅在催化剂比表面积，颗粒尺寸等。
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6楼2010-06-11 15:09:41
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jinkai838

木虫 (著名写手)
引用回帖:
Originally posted by mybluesky8788 at 2010-06-11 12:21:45:
楼上说的很有道理，我同意，还有就是我真的不太明白楼主要表达的意思，要问什么！浆态床，你做的是间歇反应，和固定床的连续反应差别很大，怎么有可比性呢？而且你把一个简单的东西说的无比复杂，真是晕了！
你说 ...

别人刚开始，鼓励一下小朋友吧！
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斜杠青年
7楼2010-06-11 15:13:20
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hxxcyb

木虫 (正式写手)
引用回帖:
Originally posted by mybluesky8788 at 2010-06-11 12:21:45:
楼上说的很有道理，我同意，还有就是我真的不太明白楼主要表达的意思，要问什么！浆态床，你做的是间歇反应，和固定床的连续反应差别很大，怎么有可比性呢？而且你把一个简单的东西说的无比复杂，真是晕了！
你说 ...

我担心对于我用的同种材料的两个催化剂来说，即便催化材料的微观结构不同，如比表面积，颗粒尺寸，晶形，用浆态床来评价时最后也不能区分出它们的催化性能的差别。
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8楼2010-06-11 15:14:52
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jinkai838

木虫 (著名写手)
这样吧，也不说废话了！
第一，你把你要做的课题名称告诉我，我给你查一篇文献，你一看就明白；
第二，你刚做实验，多问问你的师兄师姐和老师；
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斜杠青年
9楼2010-06-11 15:19:29
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