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liujian8683

木虫 (正式写手)

[交流] 催化剂催化机理探讨

催化剂催化反应有很多不确定因素。如同一种催化剂对同一种反应进行催化,有时催化活性高,有时低,甚至没有。再比如,为什么这种催化剂对某个反应或某类反应有催化作用,而对其它类反应就没有催化作用。有时也可能无意中得到高活性催化剂。现在我们对催化剂催化反应机理只是个大概了解,还有些了解得很少。希望大家把自己做过的催化反应的催化机理在这里讨论一下,肯定对我们的工作有益。
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ratio

荣誉版主 (职业作家)

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优秀区长优秀版主

★ ★ ★ ★ ★
rabbit7708(金币+5,VIP+0):多谢春节期间还坚持来催化版,春节快乐喽,多谢热心参与讨论!:)
二楼的 二重整反应在流化床上做的还真不多呵呵,我 来补充一下机理吧
甲烷在 金属中心上活化裂解,同时积炭,如果生成了惰性炭则造成催化剂失活,如果生成反应性较强的炭物种则有利于进一步反应;二氧化碳在载体上吸附,与含炭物种反应生成合成气。这是甲烷-二氧化碳重整反应
甲烷和氧气的反应有两种机理,第一:甲烷首先燃烧成为二氧化碳,而后发生二氧化碳重整反应,第二:甲烷裂解的炭物种与氧气反应生成合成气。这是甲烷部分氧化反应。
以上两个 反应耦合在同一个反应器中进行,就成为二重整反应,或自热重整(因为两个反应一个吸热一个放热,耦合后可以实现反应自供热),氧气的加入有利于消除甲烷裂解产生的惰性炭物种,从而提高反应催化剂的寿命。除此之外,二重整反应还有其他一些优点,如能量耦合等
4楼2008-02-06 16:44:32
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zyhou

专家顾问 (文坛精英)

★ ★ ★ ★ ★
rabbit7708(金币+5,VIP+0):多谢多谢,谢谢热心参与交流!学习喽!:)
这个题目太大!一言难尽啊!

比如:18年前,我刚开始读研,做丙烷氨氧化制丙烯腈催化剂,只知道反应开始前,需要通氨气15分钟,然后再用原料,效果很好,不知道原因,只是根据已经工业化的丙烯氨氧化过程同样操作了一下。虽然自己后来不做了,但是仍然看不少这方面的文献。原来别人通过很多机理表征,发现在通氨气的过程中,催化剂表面上可以生成-NH集团,这不仅降低了破坏性氧化,还大大促进了产物的生成速率。但是这些设备我们国内还无法实现。

再举一个比较简单的例子:目前正在进行的甲烷、氧、二氧化碳的自热重整反应,在流化床反应器中进行,由于催化剂的流化需要一个恰当的空速范围,所以在以往的实验中得到的结果都是:甲烷的转化率已经达到热力学平衡,很难再提高了!自己也很满意,可是在后来的投稿过程中,马上就有审稿人指出,这种考评条件是不允许的!指出我们的实验设计有问题!这种当头一棒,才让我醒悟,于是立即更改试验方案,提高反应空速,结果催化剂的活性和稳定性之差马上就体现出来了!原来想找一个差一点的催化剂都比较难,现在才发现找到一个真正好的更难!

楼主出题,我来抛砖!

希望各位发表高见!
2楼2008-02-05 10:25:21
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jacken

金虫 (正式写手)

Being 催化专家......

二楼的第二个例子是加速老化实验吧。
Being催化专家......
3楼2008-02-05 10:45:12
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zyhou

专家顾问 (文坛精英)

引用回帖:
Originally posted by ratio at 2008-2-6 16:44:
二楼的 二重整反应在流化床上做的还真不多呵呵,我 来补充一下机理吧
甲烷在 金属中心上活化裂解,同时积炭,如果生成了惰性炭则造成催化剂失活,如果生成反应性较强的炭物种则有利于进一步反应;二氧化碳在载体 ...

谢谢啦!以后有机会多多探讨!
5楼2008-02-07 17:40:56
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