催化剂工程
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催化剂工程导论一、定义题1.什么是助催化剂?(P18)助催化剂是催化剂中具有提高催化剂活性、选择性,改善催化剂的耐热性、抗毒性、机械程度和寿命等性能的成分。
虽然助催化剂本身并无活性,但只要在催化剂中添加少量助催化剂,即可明显达到改进催化剂性能的目的。
2.什么是设备放大效应? P133随着催化剂制备规模由小试而中试,再由中试而工业化大生产,设备逐步增容,构造还可能变化,由此而带来制品质量的种种差异,可称之为设备的放大效应。
3.什么是比表面积?(p93)催化剂比表面积指单位质量多孔物质内外表面积的总和,单位为/ g ,有时也简称比表面4.什么是TGDTA?TG指的是热重分析,DTA指的是差热分析,TG和DTA一般是在一台仪器上,也就是热重-差热分析仪.5.什么是过渡浸渍?这个自己找一下二、判断题1、用沉淀法制备催化剂,加料方式对催化剂性能影响不大。
(×)答案在p35:经验证明,在溶液浓度,温度,加料速度等其他条件完全相同的条件下,由于加料方式的不同,所得沉淀的性质也可能有很大差异,并进而使最终催化剂或载体的性质出现差异。
2、催化剂不参与化学过程。
(×)实质是参加了化学反应,经过一次化学循环后又恢复到原来的组成3、工业催化剂载体都是多孔惰性物质。
(×)正确说法:工业催化剂载体多数是孔性惰性物质4、起加速化学反应的物质是催化剂。
(×)起加速化学反应的物质也可能不是催化剂。
答案在p13第一段第二段:催化剂是在化学方面起加速化学反应的作用,而像光、电子热以及磁场等物理因素有时也能引起并加速化学反应,但其所起的作用一般不被称为催化作用。
根据定义:起催化作用的物质称为催化剂,知其不是催化剂。
5、合成氨催化剂中的Al2O3是电子型助催化剂。
(×)答案在P19 :它是结构型助催化剂。
三、选择题1、双金属重整催化剂中,氧化铝作什么成分?(载体)2、制备骨架镍催化剂应采用(热熔融法)P46~473、干燥温度范围(80~200℃),焙烧温度范围(≥600℃)P374、分子筛中择形性最好的是哪个?ZSM55、浸渍法制备多组分催化剂应采用(多次浸渍)P43四、简答题1 简述Dowden建议的催化剂设计程序。
催化剂工程一、单选(20 分1、根据吸附与催化的“火山形原理” ,下列说法哪种是正确的() A 吸附越强, 反应活性越好B、吸附越弱,反应活性越好C中等吸附强度,反应活性最好D、中等吸附强度,反应活性最差正确答案:C2、大气污染物产生或排放的源头有动态源和静态源两类,下面()是动态源A发电厂烟气B、水泥厂烟气C机动车尾气D、工业锅炉烟气正确答案:C3、下述哪些参数可用于表示催化剂的活性?()A转化率、时空产率、活性表面积B、转换频率、反应速率常数C活性中心,活性表面积D、转换频率、反应速率正确答案:B4、在用压汞法测孔结构时()A.样品孔半径越大,所需汞压越大B.样品孔半径越小,所需汞压越小C样品孔半径越大,所需汞压越小D.样品孔半径与所需压无关正确答案:C5、表征固体催化剂的表面结构可用的方法或仅器设备是:()A、XRDB、SEMC.XPSD.EXAFS 正确答案:D6、下列那个不是影响Tio2 光催化反应活性的影响因素()A 晶体结构B、表面结构C颗粒直径D、氧气分压正确答案:D7、在过渡金属中,下列哪种物质的化学吸附最弱() A 乙烷B、乙烯C乙炔D苯正确答案:A 8、B.E.T方程式的导出是基于()A化学吸附的多分子层理论,用Langmuir的理想表面吸附模型推导出来B、物理吸附的多分子层理论,用Langmuir的理想表面吸附模型推导出来的C物理吸附的单分子层理论,用Langmuir的理想表面吸附模型推导出来的D、物理吸附的多分子层理论,用FreUndlich的非理想表面吸附模型推导岀来的正确答案:B9、分子筛催化剂择形催化有()种类型A、 3B、 5C.2D.4正确答案:D10.表征催化剂的表面组成和价态可用的仪器设备是:()A.XRDB、SEMC.XPSD、HEED正确答案:C 11、下列四个叙述中对金属氧化物催化剂错误的是A.通常为复合氧化物,组分中至少有一种是过渡金属氧化物B、各组分之间可能有相互作用C通常是均匀的一个相D、结构十分复杂正确答案:C12.下述方法不是将氧化物分散于大表面和载体的方法(A.沉淀B、干燥C离子交换D浸渍正确答案:B13、已知某催化剂的质量堆体积和汞置换体积,那么可以求出该催化剂的()A假密度B、真密度C视密度D、以上三种说法都正确正确答案:A 14、下列物质有可能作为催化剂的是()A高岭土B、岩石C木炭D、不锈钢正确答案:A 15、负载型催化剂通常用何种方法制备?()A.浸渍法B.沉淀法C.Raney法D.熔融法正确答案:A 16、催化裂化过程中,造成分子筛催化剂失活的主要原因是()A.活性组分的流失B、催化剂晶相结构受到大的破坏C催化剂颗粒破裂D.催化剂酸中心上发生严重积炭正确答案:D 17、固体酸催化剂不能催化的反应:()A 烃异构化B、醇脱水C苯烷基化D、甲醇脱氢正确答案:D 18、吸附等温线大致有几种类型?类型I 对应的吸附剂的孔径范围是多少?()A、5种类型;孔径<2nmB、5种类型;孔径<20nmC 4种类型;孔径<2nmD、4种类型;孔径<20nm正确答案:A 19、下列催化剂制备方法中,只能制备低含量金属负载型催化剂的是(A.沉淀法B、机械混合法C离子交换法D、浸渍法正确答案:C20、催化剂这一概念历史上最早是由哪位科学家于何年正式提出的( A 奥斯特瓦尔德,1806B贝采里乌斯,1836C贝采里乌斯,1808D奥斯特瓦尔德,1836正确答案:B二、多选(20 分21 、催化剂的活性随运转时间变化可分为的三个时期为()A上升期B、成熟期C稳定期D、衰老期正确答案:BCD 22、影响固体酸催化剂催化性能的酸性质因素有()A温度B、酸类型C压力D、酸量正确答案:BC 23、下面不属于n 型半导体的是()A、Z noB、N iOC、C u2OD、C UO正确答案:BCD 24.下列选项中会影响CO不同吸附态因素的是( A.金属的类别B遮盖率C温度和压力D、浓度正确答案:ABC 25 关于金属化学吸附活性描述正确的是(A.化学吸附热包括金属的升华热B、化学吸附热包括电负性校正C随着金属在周期表中的位置从左到右,化学吸附热逐渐减少D.化字吸附热与金属原子气相反应热不一致正确答案:ABC 26、金属催化剂主要催化哪些类型的反应()A加氢反应B、重整(异构)反应C氧化反应D、腐蚀处理正确答案:ABC27、催化裂化过程中,造成分子筛催化剂失活的主要原因不包括(A.活性组分的流失B、催化剂晶相结构受到大的破坏C催化剂颗粒破裂D、催化剂酸中心上发生严重积炭正确答案:ABC28、下面()是化石能源A.液化气B原子能C石油D沼气正确答案:ACD29、碱土金属氧化物表面上具有()碱位A具有得到电子能力的B、可提供碱性的C可获得碱性的D、具有给予电子能力的正确答案:BD 30、金属催化剂的毒物主要包含()A 硫化物B、砷化物C氰化物D、重金属杂质正确答案:ABD 31、关于能带描述正确的是()A.满带指能带已经充满电子B、禁带是指电子不能存在的区域C能带的电子充填情况等同于原子能级D.能带中能级的密度随能量增加而增加正确答案:ABD32、Langmuir 吸附模型有哪些假定(A吸附剂表面均匀B.吸附分子间无相互作用C吸附是单分子层吸附D.任何条件下,吸附与脱附都不可建立动态平衡正确答案:ABC33、下列影响催化剂活性衰退的原因中,不可逆的是()A活性组分的烧结B、活性组分剥落C、催化剂的化学组成发生变化D、吸附了其他物质正确答案:ABC34、载体可用于()A改进催化剂的机械强度B、改变由于温度变化引起的各种应力的能力C、改变由于温度相变引起的各种应力的能力D、改变催化剂的活性组分正确答案:ABC35、下列属于均相催化反应特点的是()A.反应物与催化剂是分子一分子间接触B、一般情况下,质量传递过程在动力学上不占重要地位C、在许多场合,都要考虑传质过程阻力对动力学的影响D.均相配位催化反应机理涉及的是容易鉴别的物种正确答案:ABD36、下列催化过程中,不是因活性组分挥发流失造成催化剂失活的是A用于催化重整反应的Pt-Re∕-AI203催化剂B 用于催化酯化反应的固体酸催化剂C用于催化醋酸和乙炔合成醋酸乙烯的醋酸锌活性炭催化剂D用于催化加氢反应的骨架镍催化剂正确答案:ABD 37、下面()物质含有固体酸中心A、分子筛B、高岭土C、烧碱D、阴离子交换树脂正确答案:AB38、属于气固相催化反应固定床反应器拟均相二维模型的特点是()A 粒子与流体间有浓度差B、粒子与流体间无浓度差C床层径向有温度梯度D、床层径向有浓度梯度正确答案:BCD 39、分子筛催化剂的特点是什么()A.具有较高活性B.具有较高选择性,但不可择形催化C.、具有较灵活的调变性D.具有较好的稳定性正确答案:ACD40、催化剂浸渍制备法中活性组分分布的类型有(A.蛋白型B.蛋黄型C蛋壳型D.均匀型正确答案:ABCD三、判断(23 分41、均相催化列与反应物或产物处于同一相态中正确答案:正确42、从功能来看,固体催化剂最多由三部分构成:活性组分、助剂、载体。
第一章1.催化剂的基本特性:1)催化剂能够加快化学反应速率,但本身并不进入化学反应的计量;2)催化剂对反应具有选择性,即催化剂对反应类型、反应方向和产物的结构具有选择性;3)催化剂只能加速热力学上可能进行的反应,而不能加速热力学上无法进行的反应;4)催化剂只能改变化学反应的速率,而不能改变化学平衡的位置;5)催化剂不改变化学平衡,意味着对正方向有效的催化剂,对反方向的反应也有效。
2.催化剂按工艺与工程分类:多相固体催化剂,均相配合物催化剂,酶催化剂。
3.多相固体催化剂包括:主催化剂,共催化剂,助催化剂(结构助催化剂,电子助催化剂,晶格缺陷助催化剂),载体,其他。
4.酶催化剂:高催化效率;选择性高;反应条件温和;可自动调节活性。
第二章1. 固体催化剂的制备所需的单元操作:溶解,熔融,沉淀,浸渍,离子交换,洗涤,过滤,干燥,混合,成型,焙烧和还原。
2. 工业催化剂的传统制造方法:沉淀法,浸渍法,混合法,离子交换法,热熔融法。
3. 沉淀法分为:单组分沉淀法,共沉淀法,均匀沉淀法,浸渍沉淀法,导晶沉淀法。
4. 沉淀剂的选择原则:1)尽可能使用易分解挥发的沉淀剂;2)形成的沉淀物必须便于过滤和洗涤;3)沉淀剂的溶解度要大;4)沉淀物的溶解度应很;5)沉淀剂必须无毒,不应造成环境污染。
5. 沉淀带入的杂质的原因:表面吸附,形成混晶,机械包藏。
6. 沉淀形成的影响因素:浓度,温度,PH值,加料方式和搅拌强度。
7. 浸渍法:过量浸渍法,等体积浸渍法,多次浸渍法,浸渍沉淀法,喷洒流化法浸渍法,蒸汽相浸渍法。
8. 成型方法:压片成型,挤条成型,喷雾成型,转动成型。
9. 焙烧的目的:1)通过物料的热分解,除去化学结合水和挥发性物质(如CO2、NO2、NH3),使之转化为所需的化学成分,其中可能包括化学价态的变化;2)借助固态反应、互溶、再结晶,获得一定的晶型、微粒粒度、孔径和比表面积等;3)让微晶适度地烧结,提高产品的机械强度。
新材料与催化剂工程专业前景
工业催化学科是化学工程与技术一级学科的二级学科,它以催化科学技术为核心。
催化科学技术是当今化学品、燃料、材料、医药和食品生产及环境净化的支柱科学技术,是现代化学工业的基石,对于国民经济、环境和公众健康起着基础性的作用。
21世纪,催化仍然将是推动化学工业、石油炼制工业技术进步的核心技术,其在新材料、生物技术、环境保护等高新技术领域也面临着重大的发展机遇。
研究方向:01.催化剂工程。
02.催化反应工程。
03.催化材料。
04.催化化学。
培养目标:本专业培养研究生具有严谨求实的科学态度和作风,掌握催化化学、反应工程、材料科学等方面宽广而坚实的理论基础、较系统深入的专门知识以及熟练的实验操作技术;具有独立从事科学研究、教学工作或担任专业技术工作的能力,具有创新精神;能熟练运用计算机和先进的测试技术;熟练掌握一门外语,能够阅读本专业的外文资料,并具备一定的听说和书面表达能力。
(单选题) 1: 离子交换剂包括无机离子交换剂和()
A: 有机离子交换树脂
B: 有机离子交换剂
C: 无机离子交换树脂
D: 离子交换剂
正确答案: B
(单选题)2: 下列哪一个不是等温吸附时的物系特点( D )
A: 被吸收的组分量很少
B: 溶解热小
C: 吸收剂用量较大
D: 被吸收组分的浓度高
正确答案: D
(单选题)3: 采用时均化的处理方法描述湍流运动时,( )速度的时均值为零。
A: 瞬时
B: 时均
C: 脉动
正确答案: A
(单选题)4: 分子筛催化剂择形催化有()种类型。
A: 3
B: 5
C: 2
D: 4
正确答案: D
(单选题)5: 借助()引导非晶型沉淀转化为晶型沉淀的方法称为导晶沉淀法
A: 溶剂
B: 催化剂
C: 溶剂
D: 晶化导向剂
正确答案: D
(单选题)6: 在稳定地工业装置上以小口径侧线引出部分工艺气体,至催化剂测流反应器,进行评价实验。
反应后()称为工业装置测流实验。
A: 气体返回原工业装置主流工艺气中继续使用
B: 直接废弃
C: 回收利用但不能用于原工业装置主流工艺气中
D: 洗涤之后再使用
正确答案: A
(单选题)7: 下列哪项是动力学的目的()
A: 提供数学模型,弄清反应机理。