催化原理--2+吸附与催化

一、催化剂的定义与催化作用的特征1．定义：凡能加速化学反应趋向平衡，而在反应前后其化学组成和数量不发生变化的物质。

2．特征:①加快反应速率;②反应前后催化剂不发生化学变化(催化剂的化学组成--不变化物理状态---变化（晶体、颗粒、孔道、分散))③不改变化学平衡④同时催化正、逆反应。

⑤对化学反应有定向选择性。

二、催化剂的评价指标工业催化剂的四个基本指标：选择性、稳定性、活性、成本。

对工业催化剂的性能要求：活性、选择性、生产能力、稳定性、寿命、机械强度、导热性能、形貌和粒度、再生性。

1.活性催化剂使原料转化的速率：a=-(1/w)d(nA)/dt2.生产能力--时空收率：单位体积（或单位质量）催化剂在单位时间内所生产的目的产物量Y v,t=n p/v.t or Y W,t=n p/w.t3.选择性：目的产物在总产物中的比例S=Δn A→P/Δn A=(p/a).(n P/Δn A) =r P/Σr i4.稳定性：指催化剂的活性随时间变化5.寿命：是指催化剂从运行至不适合继续使用所经历的时间三、固体催化剂催化剂的组成部分主催化剂---活性组份：起催化作用的根本性物质，即催化剂的活性组分，如合成氨催化剂中的Fe。

其作用是：化学活性，参与中间反应。

共催化剂：和主催化剂同时起作用的组分，如脱氢催化剂Cr2O3-Al2O3中的Al2O3。

甲醇氧化的Mo-Fe催化剂。

助催化剂：它本身对某一反应无活性，但加入催化剂后（一般小于催化剂总量10%）能使催化剂的活性或选择性或稳定性增加。

加助催化剂的目的：助活性组份或助载体。

载体：提高活性组份分散度，对活性分支多作用，满足工业反应器操作要求，满足传热传质要求。

四、固体催化剂的层次结构初级粒子：内部具有紧密结构的原始粒子；次级粒子：初级粒子以较弱的附着力聚集而成-----造成固体催化剂的细孔；催化剂颗粒：次级粒子聚集而成-----造成固体催化剂的粗孔；多孔催化剂的效率因子：η=K多孔/K消除内扩散=内表面利用率<1五、催化剂的孔内扩散模型物理吸附：分子靠范德华力吸附，类似于凝聚，分子结构变化不大，不发生电子转移与化学键破坏。

Fsw第一章1催化剂和催化作用催化剂：是一种能够改变一个化学反应的反应速度，却不改变化学反应热力学平衡位置，本身在化学反应中不被明显地消耗的化学物质催化作用：是指催化剂对化学反应所施加的作用。

具体地说，催化作用是催化剂活性中心对反应物分子的激发与活化，使后者以很高的反应性能进行反应。

2催化剂性能指标：催化活性、选择性、产物收率、稳定性或寿命第二章1.吸附现象：当气体与清洁的固体表面接触时，在固体表面上气体的浓度高于气相．这种现象称为吸附现象。

被吸附的气体称为吸附质。

吸附气体的固体称为吸附剂。

吸附平衡：当吸附过程进行的速率与脱附过程进行的速率相等时，表面上气体的浓度维持不变，这样的状态。

2..3.化学吸附态：是指分子或原子在固体催化剂表面进行化学吸附时的化学状态、电子结构及几何构型。

4.画出Langmuir等温线，Langmuir的假设：1、吸附的表面是均匀的，各吸附中心的能量同构；2、吸附粒子间的相互作用可以忽略；3、吸附粒子与空的吸附中心碰撞才有可能被吸附，一个吸附粒子只占据一个吸附中心，吸附是单分子层的；4、在一定条件下，吸附速率与脱附速率相等，从而达到吸附平衡。

Langmuir吸附等温式：第三章1.比表面积：每克催化剂上具有的表面积称为比表面积2.BET理论的假设:1、吸附的表面是均匀的；2、吸附粒子间的相互作用可以忽略；3、多层吸附，各层间吸附与脱附建立动态平衡。

3.比孔容：每克催化剂颗粒内所有的体积总和称为比孔体积，或比孔容，以Vg表示。

4.孔隙率：催化剂的孔体积与整个颗粒体积的比，以θ表示。

5.中孔：中孔，指半径在(2—50)nm。

6.接触角：在液体和固体接触处，分别作液体表面和固体表面的切线，这两条切线在液体内的夹角称为接触角。

（会画）第四章1.多相催化反应过程分析:(1)反应物分子从气流中向催化剂表面和孔内扩散；(2)反应物分子在催化剂表面上吸附；(3)被吸附的反应物分子在催化剂表面上相互作用或与气相分子作用进行化学反应；(4)反应产物自催化剂表面脱附；(5)反应产物离开催化剂表面向催化剂周围的介质扩散。

催化作用的原理催化作用是指在化学反应中，通过加入一种催化剂，可以降低反应活化能并加速反应速率的现象。

催化剂本身在反应过程中不发生永久性改变，因此能够循环使用。

催化作用在化学工业中具有非常重要的应用，能够提高反应效率、减少能量消耗以及减少废物产生。

本文将介绍催化作用的原理及其在化学反应中的应用。

一、催化剂的作用机制催化剂通过提供一个不同于反应物之间的反应路径，降低反应物之间相互作用的能量，从而使反应过程更容易进行。

催化剂通常通过以下几种方式参与反应：1. 提供新的反应途径：催化剂可以通过与反应物相互作用，形成活化复合物，从而提供新的反应途径。

这个新的途径能够以较低的能量形成过渡态，并且能够更快地形成反应产物。

2. 降低活化能：催化剂能够降低反应的活化能，使反应更容易发生。

它通过与反应物相互作用，改变反应物之间的键能，使其更容易断裂或形成。

3. 提供反应场：催化剂能够提供反应场，使反应物能够更容易相遇并发生反应。

这个反应场通常是催化剂表面上的活性位点，能够吸附反应物并使其分子结构发生变化。

二、催化剂的分类催化剂根据其物理和化学性质的不同，可以分为多种不同类型。

以下是常见的几种分类：1. 酸催化剂和碱催化剂：酸催化剂通过质子(H+)的传递促进反应，碱催化剂则通过提供羟根离子(OH-)来催化反应。

2. 金属催化剂：金属催化剂通常以金属离子或金属基团的形式存在，并且能够通过与反应物相互作用来改变反应速率。

3. 酶催化剂：酶是一种生物催化剂，在生物体内起到调节和促进化学反应的作用。

酶催化剂对于特定的底物具有高度的专一性。

三、催化作用在化学反应中的应用催化作用在化学工业中具有广泛应用，以下是几个典型的应用实例：1. 催化裂化反应：在石油加工中，催化剂被广泛应用于裂解合成气体、乙烯和丙烯等重要化学品的制备过程中。

2. 催化加氢反应：在炼油和化学品制造中，催化剂被用于将烯烃转化为饱和烃，或将酮、醛等氧化物还原为相应醇或醚的反应中。

化学反应的催化机制催化是一种化学反应中常用的方法，可以提高反应速率并减少所需能量。

催化剂作为催化反应的关键组成部分，可以通过改变反应物之间的相互作用来促进化学反应的进行。

本文将讨论化学反应的催化机制及其在实际应用中的重要性。

1. 催化反应的定义及基本原理催化反应是指通过添加催化剂来增加化学反应速率的过程。

催化剂本身不参与反应，只是通过提供一个适宜的反应环境来促进反应的进行。

催化过程通常涉及两个关键步骤：催化剂吸附和反应物转化。

2. 催化剂的种类及其作用机制催化剂可以分为两类：质子型催化剂和表面催化剂。

质子型催化剂通过酸碱中心（例如H+或OH-）来促进反应。

表面催化剂则通过表面活性位点吸附反应物并调控键解离、键形成等过程，从而增加反应速率。

3. 催化反应机制的示例催化反应机制的具体示例包括以下几种：- 催化剂提供反应物之间的接触，并形成临时的反应物-催化剂复合体。

- 催化剂调控反应物的活化能，降低反应所需的能量。

- 催化剂通过调整反应物的电子分布来改变反应路径，产生更有利的中间体或过渡态，从而加速反应速率。

- 催化剂通过吸附反应物并在其表面上进行反应，促使反应物转化为产物。

4. 实际应用中的催化反应催化反应在很多实际应用中发挥着重要作用。

以下是一些常见的示例：- 催化剂在汽车尾气净化过程中，将有害气体（如CO、NOx）转化为无害物质，减少空气污染。

- 工业生产中，催化剂广泛应用于化学合成、炼油、制药等领域，提高反应速率、选择性和产物纯度。

- 催化剂在生物体内起着重要作用，如酶催化生物体内的代谢反应。

- 催化剂在环境保护中，用于处理废水、废气等，加速有害物质的分解或转化。

5. 催化剂的选择与设计催化剂的选择和设计对于实现高效催化反应具有重要意义。

合适的催化剂应具备以下特征：- 高催化活性和选择性，能够有效促进目标反应，并减少不需要的副反应的发生。

- 高稳定性和抗中毒性，保持催化性能持久有效。

- 可再生性，能够通过再生或修复恢复催化剂的活性。

无机催化剂催化原理催化是一种能够加速反应速率、降低反应能量、提高反应选择性的重要手段。

在化学反应中，催化剂作为第三方介入到反应过程中，通过改变反应机理、降低活化能、提高反应速率来促进反应的进行。

无机催化剂是催化剂的一种，广泛应用于化工、医药、能源等领域。

本文将介绍无机催化剂的催化原理。

催化反应的基本原理催化反应的基本原理是由催化剂提供一个新的反应途径，使得反应物分子在催化剂表面上发生吸附、解离、重组等反应步骤，从而降低反应能量，提高反应速率。

催化反应的机理通常可以分为以下几步：（1）反应物吸附：反应物分子在催化剂表面上吸附，形成吸附态物种。

（2）表面反应：吸附态物种在催化剂表面上发生化学反应，形成中间体或产物。

（3）中间体转移：中间体在催化剂表面上发生转移，进入催化剂内部或者返回表面，以完成反应过程。

（4）产物解吸：产物分子从催化剂表面上解离，进入反应体系中。

在催化反应过程中，催化剂的作用是通过改变反应物分子的吸附能力、提高反应物分子之间的相互作用、降低反应物分子的解离能力等方式，来降低反应势垒，加速反应速率。

无机催化剂的分类无机催化剂按照其化学性质和结构可以分为多种类型，其中比较常见的有以下几种：（1）酸催化剂：酸催化剂是指具有酸性物质的催化剂，例如硫酸、氯化铝、氧化钒等。

酸催化剂通常能够促进羟基、羰基、磷酸基等官能团的反应。

酸催化剂的催化机理是通过提供H+离子来促进反应的进行。

（2）碱催化剂：碱催化剂是指具有碱性物质的催化剂，例如氢氧化钠、氨水、氢氧化钾等。

碱催化剂通常能够促进酯化、酰化、醚化等反应。

碱催化剂的催化机理是通过提供OH-离子来促进反应的进行。

（3）氧化还原催化剂：氧化还原催化剂是指具有氧化还原活性的催化剂，例如氧化铜、氧化铁、氧化钴等。

氧化还原催化剂通常能够促进氧化还原反应、氢化反应等。

氧化还原催化剂的催化机理是通过提供或接受电子来促进反应的进行。

（4）复合催化剂：复合催化剂是由多种无机催化剂组成的催化剂，例如硅铝酸盐、锆钛酸等。

第一节第一节吸吸附附什么是吸附现象当气体液体分子与固体表面接触时由于固体表面与气体相互作用使气体分子附着在固体表面上导致气体在固体表面上的浓度高于它们在体相中的浓度这种现象称吸附现象。

几个需要明确的概念吸附气体或液体的固体称为吸附剂被吸附的气体或液体称为吸附质吸附质在表面吸附后的状态称为吸附态吸附剂表面发生吸附的位置叫吸附中心吸附中心与吸附质共同构成表面吸附物种几个相近的定义几个相近的定义吸附adsorption 气体或液体分子在固相界面层的富集吸收absorption 流体分子渗入固体的体相内吸着sorption 吸附和吸收的集成。

包括表面的吸附、进入物体体相的吸收以及发生在物体孔隙中的毛细管凝结注释日文中的汉字“吸着” 多指吸附。

反应物分子在催化剂表面上吸附和催化过程实际上是发生在反应物分子与固体表面的“活性位”之间的化学作用要了解催化剂表面的活性位首先要了解固体催化剂的表面结构11、固体分类、固体分类结晶体它的结构基元空间是有序的周期的排列。

其特征是短程和长程都有序。

无定形它的结构单元没有形成有序的结构。

其特征是只存在短程有序。

通过XRD来区别结晶体与无定形2、晶体表面的晶面晶体最一般的特点是它具有空间点阵式的结构金属元素的单质有三种典型的结构形式立方体心b.c.c氨合成催化剂α-Fe 立方面心f.c.c金属Pt、Ni 六方密堆积h.c.pLa、α-Ti 金属元素的单质结构模型通常金属催化剂都是由许许多多的微晶组成暴露的晶面是多种多样的影响晶面的暴露比例有热力学和动力学因素晶体在结晶速度很快的条件下成长最终状态受热力学制约。

按热力学能量最低原理晶体表面将形成致密充填的晶面表面能最低其催化活性也最低 3 实际上固体表面不同晶面的暴露比例在很大程度上是取决于晶体长大过程的动力学包括凝聚、扩散、化学反应等过程受外部条件温度、压力、pH值等的影响很大选择合适的制备条件可提高所需晶面在催化剂表面上的比例从而提高催化剂的催化活性。

物理吸附与化学吸附在催化中的应用摘要：吸附过程与催化作用在国民经济和环境保护方面具有重要意义。

他们是化学工业，石油炼制以及国民经济其他领域最活跃的研究课题之一。

这两个领域涉及到的都是表面现象，使用的都是多孔固体。

吸附是催化反应得以发展的最关键步骤之一，通过它揭示催化本质和研究催化性质越来越受到人们的重视，因此许多在线原位动态测量技术得以快速发展。

关键词：物理化学吸附表征测定孔结构气体探针1. 吸附现象吸附：当流体与多孔固体接触时, 流体中某一组分或多个组分在固体表面处产生积蓄, 此现象称为吸附。

吸附也指物质（主要是固体物质）表面吸住周围介质（液体或气体）中的分子或离子现象[1,2]。

实际上，人们很早就发现并利用了吸附现象，如生活中用木炭脱湿和除臭等。

随着新型吸附剂的开发及吸附分离工艺条件等方面的研究，吸附分离过程显示出节能、产品纯度高、可除去痕量物质、操作温度低等突出特点，使这一过程在化工、医药、食品、轻工、环保等行业得到了广泛的应用，例如：（1）气体或液体的脱水及深度干燥，如将乙烯气体中的水分脱到痕量，再聚合。

（2）气体或溶液的脱臭、脱色及溶剂蒸气的回收，如在喷漆工业中，常有大量的有机溶剂逸出，采用活性炭处理排放的气体，既减少环境的污染，又可回收有价值的溶剂。

（3）气体中痕量物质的吸附分离，如纯氮、纯氧的制取。

（4）分离某些精馏难以分离的物系，如烷烃、烯烃、芳香烃馏分的分离。

（5）废气和废水的处理，如从高炉废气中回收一氧化碳和二氧化碳，从炼厂废水中脱除酚等有害物质。

1.1吸附吸附属于一种传质过程，物质内部的分子和周围分子有互相吸引的引力，但物质表面的分子，其中相对物质外部的作用力没有充分发挥，所以液体或固体物质的表面可以吸附其他的液体或气体，尤其是表面面积很大的情况下，这种吸附力能产生很大的作用，所以工业上经常利用大面积的物质进行吸附，如活性炭、水膜等。

当液体或气体混合物与吸附剂长时间充分接触后，系统达到平衡，吸附质的平衡吸附量（单位质量吸附剂在达到吸附平衡时所吸附的吸附质量），首先取决于吸附剂的化学组成和物理结构，同时与系统的温度和压力以及该组分和其他组分的浓度或分压有关。

催化重点知识点一、概述催化剂定义描述：在反应体系中，若存在某一种类物质，可使反应速率明显变化（增加或减少），而本身的化学性质和数量在反应前后基本保持不变，这种物质称为催化剂。

催化剂可以是正催化剂，也可以是负催化剂。

催化剂的组成：主体，载体，其他。

主体分为主催化剂、共催化剂、助催化剂。

助催化剂分为结构助催化剂、电子助催化剂、晶格缺陷助催化剂、扩散助催化剂。

主催化剂：起催化作用的根本性物质。

没有它不存在催化作用。

共催化剂：催化剂中含有两种单独存在时都具有催化活性的物质，但各自的催化活性大小不同，活性大的为主催化剂，活性小的为共催化剂。

两者组合可提高催化活性。

助催化剂：是催化剂中提高主催化剂的活性、选择性、改善催化剂的耐热性、抗毒性、机械强度、寿命等性能的组分。

催化反应：有催化剂参与的反应。

催化反应的分类：通常根据体系中催化剂和反应物的“相”分类；也可根据反应中反应分子间电子传递情况分类。

催化反应分为：均相催化反应，多相催化反应，酸碱反应，氧化还原反应。

均相催化反应：催化剂和反应物形成均一的相，可以是气相、液相。

多相催化反应：催化剂和反应物处于不同相，催化剂通常均为固体。

可分为气固、液固。

酸碱反应：在反应中发生电子对转移的称为酸－碱反应。

氧化还原反应：在反应中发生一个电子转移的称为氧化－还原反应。

催化特征：1催化是一种知识，是一种关于加快化学反应发生的“捷径”的知识。

2催化不能改变化学反应热力学平衡, 但促使热力学可自发发生的反应尽快发生，尽快达到化学平衡。

3催化是选择性的，往往要在一系列平行反应中特别地让其中一种反应尽快发生，尽速达到平衡。

如果可能，它还要同时抑制其它反应的进行。

四、如果热力学允许，催化对可逆反应的两个方向都是有效的。

催化的本质：在催化剂作用下，以较低活化能实现的自发化学反应被称为催化反应。

催化剂是一种中介物质，它提供了改变活化能的路径从而加快了反应速率(或降低了反应温度)，但其自身最终并没有被消耗。

二氧化碳热催化简介二氧化碳（CO2）是造成全球变暖和气候变化的主要温室气体之一。

为了减少二氧化碳的排放并降低对气候的影响，开展二氧化碳的热催化研究变得十分重要。

二氧化碳热催化是指利用热能驱动催化剂对CO2进行转化的过程。

本文将介绍二氧化碳热催化的原理、应用以及发展前景。

原理二氧化碳热催化的原理基于催化剂对CO2分子的吸附和激活能力。

通过加热催化剂，可以提供足够的热能使CO2分子发生吸附和解离，生成活性中间体。

活性中间体可以与其他化合物发生反应，形成有用的化学品或燃料，从而实现CO2的转化和利用。

催化剂选择选择合适的催化剂对二氧化碳进行热催化转化是非常关键的。

催化剂应具备以下特点：1.高催化活性：能够有效降低CO2的活化能，提高反应速率。

2.高选择性：能够选择性地促使CO2与特定反应物发生反应，避免副反应的发生。

3.长期稳定性：能够在高温和高压的条件下保持催化活性，减少催化剂的失活。

常用的二氧化碳热催化的催化剂包括金属催化剂（如铜、金、镍等）、贵金属催化剂（如铂、钯等）以及过渡金属催化剂（如钼、钛等）。

这些催化剂具备较高的催化活性和选择性，并且在二氧化碳热催化反应中得到了广泛应用。

应用领域二氧化碳热催化技术有着广泛的应用领域，包括：燃料生产二氧化碳热催化可以将CO2与水气或氢气进行反应，生成甲烷和其他烃类燃料。

这种技术可以将二氧化碳转化为可再生的燃料，从而实现CO2的循环利用，减少对化石燃料的依赖。

化学品合成二氧化碳热催化可以将CO2与其他化合物进行反应，生成有机化学品，如甲酸、甲醇、碳酸氢盐等。

这些有机化学品广泛用于工业生产中，可以替代某些石化产品，降低对化石资源的需求。

环境保护二氧化碳热催化技术可以将CO2从工业废气中捕获并转化成有用产品，从而减少二氧化碳的排放量。

这对于控制空气污染和减少温室效应具有重要意义。

发展前景二氧化碳热催化技术在减少二氧化碳排放、实现碳循环利用方面具有巨大潜力。

随着对化石燃料的需求不断增加，开展二氧化碳热催化研究将成为未来的重点领域。

催化反应的机理与解析催化反应是一种通过催化剂介导下的化学反应，可以显著提高反应速率和选择性。

催化反应在各个领域都有广泛的应用，从工业生产到环境保护都扮演着重要的角色。

本文将探讨催化反应的机理和解析。

一、催化反应的定义和基本原理催化反应是指在反应中引入催化剂，通过催化剂的存在使得反应速率加快或者选择性改变。

催化剂本身在反应中不发生永久性变化，可以在反应结束后重新使用。

催化反应的基本原理可以归结为以下几点：1. 反应机理：催化剂通过与反应物分子相互作用，改变反应物的能量状态，降低反应的活化能，从而加速反应过程。

常见的催化剂作用机制包括吸附、中间体形成和解离等。

2. 催化剂选择性：催化剂能够选择性地催化某些反应而不影响其他反应。

这得益于催化剂表面的活性中心和反应物之间的特殊相互作用。

催化剂的选择性对于合成特定的产物非常重要。

3. 催化剂寿命：催化剂寿命取决于其在反应中的稳定性和活性。

长寿命催化剂能够在多次循环中保持高催化活性，降低生产成本。

二、催化反应的分类催化反应可以根据物理状态、反应机理和应用领域等进行分类。

以下是几个常见的分类方式：1. 按照物理状态：a. 气相催化反应：反应物和催化剂均为气体。

b. 液相催化反应：反应物和催化剂均为液体。

c. 固相催化反应：反应物和催化剂均为固体。

d. 气液相催化反应：反应物至少有一个为气体，催化剂为液体。

e. 气固相催化反应：反应物至少有一个为气体，催化剂为固体。

2. 按照反应机理：a. 均相催化反应：反应物和催化剂处于相同的物理状态。

b. 异相催化反应：反应物和催化剂处于不同的物理状态。

3. 按照应用领域：a. 工业催化反应：用于工业生产的催化反应，如合成氨、制取乙烯等。

b. 环境催化反应：用于环境保护和污染治理的催化反应，如汽车尾气净化等。

c. 生物催化反应：利用酶或细胞等生物催化剂进行的反应，如酶催化的代谢反应等。

三、催化剂的种类和特点催化剂的种类繁多，根据不同的应用需求，选择合适的催化剂对反应的效率和选择性至关重要。

催化原理知识点总结一、催化原理1.催化反应的定义催化反应是指在一定温度、压力和反应物浓度条件下，通过引入催化剂，加快化学反应速率的过程。

催化剂在反应物与产物之间起着桥梁的作用，使得反应物之间的碰撞频率增加，从而提高了反应速率。

2.催化剂的作用催化剂在催化反应中起到了降低反应活化能的重要作用。

反应活化能是指反应物从初始状态到过渡态所需的能量，是影响反应速率重要因素之一。

催化剂通过与反应物形成活化复合物，降低了活化能，从而提高了反应速率。

3.催化剂的特点（1）催化剂参与反应但不参与反应物或产物，可反复使用。

（2）催化剂对反应物之间的碰撞频率有促进作用，提高反应速率。

（3）催化剂的作用在反应结束后停止，不影响最终产物。

4.催化反应的优势（1）提高反应速率，减少能量消耗。

（2）改善产物选择性，减少副产物生成。

（3）节约原料和提高产率。

二、催化剂种类1.酸碱催化剂酸碱催化剂是指通过酸碱作用来促进化学反应的催化剂。

酸催化剂可以提供质子，促进反应物之间的碰撞；碱催化剂则可以提供羟基或质子接受体，促进反应物的中间体生成。

酸碱催化剂广泛应用于酯化、酰基化、烯烃加氢等反应中。

2.金属催化剂金属催化剂是指由金属或金属化合物构成的催化剂。

金属催化剂在有机合成、环境保护、燃料电池等领域有着广泛的应用。

常见的金属催化剂有Pd、Pt、Ru、Ni等。

3.酶催化剂酶催化剂是一种生物催化剂，可以在温和条件下促进生物化学反应。

酶催化剂具有高选择性、高效率等特点，在食品加工、医药生产等领域具有广泛应用。

4.氧化还原催化剂氧化还原催化剂是指通过提供或接受电子来促进化学反应的催化剂。

氧化还原催化剂广泛应用于有机合成、电化学、环境污染治理等领域。

5.光催化剂光催化剂是指通过光能来促进化学反应的催化剂。

光催化剂广泛应用于光解水、光催化降解有机污染物等领域。

6.复合催化剂复合催化剂是指由两种或多种催化剂组成的催化剂。

复合催化剂可以充分利用各种催化剂的优势，具有协同作用，提高了催化反应的效率。

第二章吸附作用一、概述凡气固多相催化反应，都包含吸附步骤．在反应过程中，至少有一种反应物参与吸附过程．多相催化反应的机理与吸附的机理不可分割．固体表面是敞开的，表面原子所处的环境与体相不同，配位不饱和，它受到了一个不平衡力的作用，当气体与清洁固体表面接触时，将与固体表面发生相互作用，气体在固体表面上出现了累积，其浓度高于气相，这种现象称吸附现象( adsorption)．与吸收（absorption）不同，吸收发生在体相. 吸附气体的固体物质称为吸附剂．被吸附的气体称为吸附质．吸附质在表面吸附以后的状态称为吸附态．吸附发生在吸附剂表面的局部位置上，这样的位置就叫吸附中心或吸附位．吸附中心与吸附的物质共同构成表面吸附络合物．当固体表面上的气体浓度由于吸附而增加时，称吸附过程，反之，当气体在表面上的浓度减小时，则为脱附过程．二、物理吸附与化学吸附吸附可以分为物理吸附与化学吸附两种．它们的作用力不同．物理吸附是由分子间作用力，即van der W alls 力所产生．由于这种力较弱，故对分子结构影响不大，所以可把物理吸附类比为凝聚现象．化学吸附的作用力属于化学键力（静电与共价键力）．由于此种力作用强，涉及到吸附分子和固体间的电子重排、化学键的断裂或形成，所以对吸附分子的结构影响较大．吸附质分子与吸附中心间借此种力形成吸附化学键．化学吸附类似化学反应．由于产生吸附的作用力不同，两种吸附有不同的特征，两者主要特征比较见表2.1.表2.1物理吸附与化学吸附主要特征比较化学吸附物理吸附．(A) 吸附热≥80kJ·mol-10-40kJ·mol-1这是化学吸附的充分,但不是必要的条件(B) 吸附速率常常需要活化，所以速率慢因不需活化，速率快(C) 脱附活化能≥化学吸附热凝聚热(D) 发生温度常常在高温下（高于气体的液化点）接近气体的液化点(E) 选择性有选择性，与吸附质、吸附剂的本性有关无选择性，任何气体可在任何吸附剂上吸附(F) 吸附层单层多层(G) 可逆性可逆或不可逆可逆表2.2和表2.3提供了某些气体的液化潜热、物理吸附热与化学吸附热，以供比较．表2.2某些气体的液化潜热和最大物理吸附热[4]Gas H2O2N2CO CO2CH4C2H4C2H2NH3H2O Cl2 q(kJ/mol) 0.92 6.69 5.61 6.02 25.10 9.12 14.64 24.01 23.26 44.22 18.41 q max(kJ/mol) 8.4 20.9 20.9 25.1 37.7 20.9 33.5 37.7 37.7 58.6 35.6表2.3某些气体的化学吸附热Q(kJ/mol)[4]气体Ti Ta Nb W Cr Mo Mn Fe Co Ni Rh Pt H2188 188 167 71 134 117O2720 494 293 N2586 293CO 640 192 176CO2682 703 552 456 339 372 222 225 146 184NH3301 188 155C2H4577 427 427 285 243 209三、吸附位能曲线吸附过程中，吸附体系（吸附质—吸附剂）的位能变化可以用吸附位能图表示．对大多数物理吸附而言，其位能变化原则上可以使用Lennard－Jones曲线来描述，该曲线原来是用以描述两个气体分子质点在相互靠近时的位能变化．当然在吸附场合就不单单是两个质点间的相互作用，而是吸附分子与表面上的许多原子间的相互作用．这种相互作用的总位能是吸附分子与每一个表面原子作用能量的加合．对这种加合，Lennard－Jones曲线给出的描述基本上是正确的．图2.1是表示分子物理吸附中位能变化的Lennard－Jones图，其中的X表示分子A2距表面无限远位能取作零时与表面的距离．随着分子与表面的接近，位能下降，到Y时发生了物理吸附，放出吸附热Q p，这是物理吸附热．当分子再靠近表面，因排斥作用增强、吸引作用相对减弱，使体系位能上升，由于稳定性原因，体系不能在这样的状态稳定存在．图2.1 A2分子在固体表面S上的物理吸附位能曲线[6]描述活性原子在固体表面上化学吸附的位能变化可用Morse公式近似计算得到，见图2.2的曲线．对大多数化学吸附来说，这种图给出的形状也是类似的.图2.2 活性原子A在固体表面S上的吸附位能曲线[6]X表示活性原子A与表面相距很远时的体系位能。

高等催化原理1催化与催化剂催化是指在化学反应中，通过引入一种或多种物质，能够有效降低反应的活化能，从而提高反应速率的过程。

催化剂则是在催化过程中发挥作用的物质。

催化可以在生物和非生物环境中发生，且广泛应用于化学合成、污水处理、大气环境净化等领域。

2催化原理催化剂与反应物之间发生的作用是催化机理的基础。

催化机理又分为物理吸附、化学吸附和反应的分别步骤。

在物理吸附中，催化剂将反应物吸附在表面。

在化学吸附中，催化剂将反应物转化为中间物，使其吸附在表面。

在反应步骤中，中间物与其他物质反应，产生新的化学物质。

其中，催化剂的特定表面和表面化学活性，以及反应物之间的配位和电子结构变化，都会对催化反应产生重要影响。

3催化反应的速率控制步骤催化反应的速率可由速率控制步骤来描述。

速率控制步骤是影响反应速率的最慢反应步骤。

在速率控制步骤中，反应物发生变化，中间物和产物得以形成。

因此，催化剂和反应物的相对速率决定了反应的整体速率。

此外，反应温度和催化剂中心反应的热解温度也会对反应速率产生影响。

4催化剂的选择和优化催化剂的设计，优化和选择是催化研究的重要方向。

研究人员通过对催化剂的表面结构和反应机理的深入了解，来设计出更加高效的催化剂。

此外，研究人员还可以通过某些技术，如选择性催化或化学反应工程，来优化催化剂的使用效率。

5催化反应的应用催化反应可以应用于许多化学和工程领域。

例如，在石化工业中，催化剂用于合成石油和化学原料。

在生物工程中，催化剂可用于合成药物和改进生物质转化效率。

此外，在能源和环境领域，催化剂还可以应用于清洁能源技术和净化大气。

6结论催化原理在我们的日常生活中无处不在。

它们可以加速或改进化学反应，并为许多工业和环境应用提供实用的解决方案。

未来的研究将进一步深入催化剂和反应机理的相互作用，以提高催化反应的效率和选择性。