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第一章 催化剂反应性能的测试

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化学技术中如何进行催化剂性能测试

化学技术中如何进行催化剂性能测试

化学技术中如何进行催化剂性能测试化学技术中催化剂的性能测试是确保催化剂有效性的重要一环。

催化剂在化学反应中起着关键作用，可以加速（或减缓）反应速率，提高产品产率，或选择性地产生所需产物。

因此，对催化剂的性能进行准确的测试和评估是非常关键的。

催化剂性能测试的第一步是确定测试反应。

测试反应的选择取决于催化剂应用的具体领域和目标。

例如，在石油工业中，常用的测试反应包括加氢、催化裂化和重整等反应。

而在环保领域，催化剂的测试反应可能涉及废气处理、水处理或有毒物质的转化等。

选择合适的测试反应是确保催化剂性能测试有效性的基础。

测试反应确定后，接下来需要设计实验条件。

实验条件包括反应温度、压力、催化剂负载量等。

这些条件的选择需要考虑到催化剂的稳定性、活性以及反应的最佳条件。

此外，还需要确定反应的起始条件，例如初始反应物浓度和反应物的比例等。

这些实验条件的选择应该是被大量实验结果支持的，并且需要遵循化学反应的基本原理。

在设计实验条件后，需要进行催化剂的预处理。

预处理过程可以包括催化剂的还原、活化、酸碱处理等。

预处理是为了去除催化剂表面的杂质和不稳定物质，并恢复其活性。

此外，也可以通过预处理过程改变催化剂表面的化学性质，以提高其催化活性和选择性。

完成预处理后，可以开始进行催化剂性能的实际测试。

测试可以采用不同的方法，比如流动反应器、批量反应器或固定床反应器等。

测试过程中，需要注意控制反应的条件和实时监测产物生成速率和选择性。

这可以通过在线色谱分析、质谱分析或红外光谱等技术来进行。

这些实时监测的数据可以提供有关催化剂活性和选择性的定量信息。

除了实际测试，催化剂性能的评估还包括对催化剂的寿命和稳定性的研究。

这可以通过长时间的反应持续性测试来实现。

反应持续性测试可以模拟实际使用条件下的催化剂寿命和稳定性，从而评估催化剂的可靠性和经济性。

综上所述，催化剂性能测试是化学技术中重要的研究内容。

通过选择合适的测试反应、设计合理的实验条件、进行催化剂的预处理以及实际测试和持续性测试，可以对催化剂的活性、选择性、稳定性和经济性进行全面评估。

催化作用原理(第一、二章)

催化作用原理(第一、二章)

催化作用原理《催化作用基础》课程名称：《催化作用基础》或《催化作用原理》或《催化剂与催化作用》绪论第一章催化剂与催化作用的基本知识第二章催化剂的吸附、表面积和孔结构第三章金属催化剂及其催化作用第四章半导体催化剂及其催化作用第五章酸碱催化剂及其催化作用第六章配位络合物催化剂及其催化作用第七章催化剂的评价及失活与再生第八章催化剂的设计和制备专题讲座： 1. 择形催化与高选择性催化分子筛材料2. 芳胺N-烷基化反应及其催化剂研究3. 钛硅（TS-1）分子筛的合成及催化应用4. 催化新材料：MCM-41等#现代物理测试手段与催化剂的表征：XRD，SEM，IR，NMR，UV-Vis，UV-Raman，NH3-TPD等——催化剂及其催化作用的基础研究参考书目1.王桂茹主编，王祥生审，《催化剂与催化作用》,2000年8月第1版大连理工大学出版社出版[王桂茹，李书纹编（大连工学院石油化工教研室）（讲义） 1986年] 2.吉林大学化学系《催化作用基础》编写组编，《催化作用基础》 1980年科学出版社出版3.黄开辉，万惠霖编（厦门大学化学系），《催化原理》 1983年科学出版社出版4.顾伯锷，吴震霄编，《工业催化过程导论》 1990年高等教育出版社出版5.王文兴编，《工业催化》 1982年化学工业出版社出版6.闵恩泽著，《工业催化剂的研制与开发——我的实践与探索》，1997年中国石化出版社出版7.陈连璋编著，《沸石分子筛催化》 1990年大连理工大学出版社出版8.徐如人，庞文琴，屠昆岗等著，《沸石分子筛的结构与合成》1987年吉林大学出版社出版9.天津大学编，〈〈多相催化作用原理〉〉10.高滋主编，何鸣元，戴逸云副主编，《沸石催化与分离技术》，中国石化出版社，1999年11月第1版；* 讲述内容；学习方法：学什么？怎么学？绪论一.催化剂与催化作用的重要性1.使用催化剂的工业部门现代化学工业、石油炼制、石油化学工业、食品工业、环境保护等2.没有现代催化科学的发展和催化剂的广泛使用就没有现代化的化学工业。

催化反应速率的测量实验方法与结果分析

催化反应速率的测量实验方法与结果分析

催化反应速率的测量实验方法与结果分析催化反应速率测量是化学研究中重要的一项实验。

准确测量催化反应速率，对于理解催化反应机理、优化反应条件以及合成高效催化剂具有重要意义。

本文将介绍催化反应速率的测量实验方法，并对实验结果进行分析。

一、实验方法1. 催化反应装置的搭建在催化反应速率测量实验中，需要建立合适的反应装置。

一般包括反应釜、温控设备、搅拌器和观察装置等。

根据具体的反应类型和条件，选择合适的装置和材料。

2. 催化剂的制备与处理催化剂是催化反应速率测量实验中重要的组成部分。

催化剂的制备需要研究其合成方法和物性表征。

而在实际测量中，催化剂的处理也是必不可少的步骤，以确保其表面活性中心的暴露和稳定。

3. 反应物浓度的选择反应物浓度对于催化反应速率的测量有较大影响。

根据反应机理和理论计算，选择适当的反应物浓度范围，以保证实验结果的可靠性和准确性。

4. 实验条件的控制温度、压力、搅拌速度等实验条件的控制对于催化反应速率的测量至关重要。

在实验过程中，需要根据催化反应的特性和前期研究，选择适当的实验条件，并进行综合考虑和调节。

二、结果分析催化反应速率的测量实验通常需要记录反应物浓度随时间的变化。

通过对实验数据进行处理和分析，可以得到催化反应速率的相关信息。

1. 反应物浓度-时间曲线将实验数据绘制成反应物浓度-时间曲线，可以直观地观察到反应过程的动态变化。

根据曲线的斜率变化，可以得到反应速率的大小和趋势。

2. 阶段反应速率的计算根据实验数据中曲线的不同阶段，可以计算出不同阶段的反应速率。

比如在催化反应的初期和稳态阶段，反应速率可能存在差异。

计算阶段反应速率有助于理解催化反应动力学。

3. 反应机理的推测通过对催化反应速率的测量和分析，可以对反应机理进行一定程度的推测。

根据实验结果和已有的理论知识，可以初步确定可能的反应途径和速控步骤。

4. 催化剂活性的评估催化反应速率的测量实验也是评估催化剂活性的重要手段。

通过对不同催化剂活性的比较研究，可以了解不同催化剂对反应速率的影响，为催化剂设计和选择提供参考。

多相催化剂反应性能及测试方法

多相催化剂反应性能及测试方法

气固色谱法(GSC) 气相色谱法(GC)
气液色谱法(GLC) 以气体为流动相（载气）
液相色谱法(LC) 以液体为流动相
以固体为固定相（吸附剂） 以液体为固定相（固定液）
21
微量催化色谱法
¾ 脉冲微量催化色谱法
——每隔一定时间向反应器中加入反应物，因此催化反应是 周期性的、以脉冲形式进行的；然后连接色谱进行分析。
¾ 要在整个实验时间内控制整个反应体系各部分实验条件 （温度，压力等）稳定不变
¾ 应选择合理的流速，流速太大时反应物与催化剂接触时 间不够，反应不完全，太小则气流的扩散影响显著，有 时会引起副反应
18
3
催化剂活性的测试方法
催化剂床层 反应器
反应物料在反应器中的运动状态比较复杂
g, l
且依赖于反应器和催化剂的几何特征
14
时空产率、空速、接触时间
接触时间θ定义为空速的倒数，即 θ ＝1/VVH， 单位为时间s, min, h等
Î 应该指出，这样定义的接触时间，由于反应过程中摩尔数 的改变，温度及压力梯度的影响，都可能发生反应混合物体 积的改变，因此并不相当于真实的反应物停留时间。
15
二、催化剂活性的测试方法
静态法 9 流动法
双载气流法 ——通过反应器和分析系统的载气互相独立、
互不干扰
23
单载气流法
载气
反 应 器
注射进样
色谱 分析
优点： 装置操作简单
缺点：不便于通过改变载气流速来改变反应的接触时间，又不破坏
色谱柱的最佳操作条件 不能选用不同性质的载气¾ 通过反应器和分析系统的载气互相独立、互不干扰
X
100%
已转化的关键组分量
转化率、收率和选择性的关系：

5__第一章_化学反应动力学--_气固催化反应动力学_1--梁斌_97-2003

5__第一章_化学反应动力学--_气固催化反应动力学_1--梁斌_97-2003
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1.气固相催化反应过程 1.气固相催化反应过程
气相物料通过与催化剂相接触，并在催化 作用下，使化学反应速率加快。 气固相催化反应发生在气固相接触的相界 面上，气固相接触的相界面积越大，进行 的反应速率也就越快。 催化剂采用多孔结构，颗粒的内表面积比 外表面积大很多，可忽略外表面积的影响。
34
气－固相催化反应进行的过程
(4)孔径及其分布 (4)孔径及其分布 不同的催化剂，其孔道的大小、形状和长 度的分布是不同的。 孔径按孔道半径大小可分成三类： ① 微孔，孔半径为 1 nm 左右； ② 中孔，孔半径为 1～25 nm 左右； ③ 大孔，孔半径大于 25 nm 的孔。 孔径大于反应物分子的孔才有催化意义。 测定方法：压汞法和氮吸附法
3.混合法 3.混合法
将催化剂的各个组分作成浆状，经充分混 合(如在混炼机中)后成型干燥、煅烧而得。
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4. 熔融法
将催化剂的各个组份放在电炉内熔融后， 再把它冷却、粉碎、筛分，制得催化及钝化
1.活化 1.活化
固体催化剂中的活性组分通常以氧化物、 氢氧化物或者盐的形态存在，它们无催化 活性。活化就是将它们还原成具有催化作 用的活性形态。 固体催化剂在使用前先要活化，催化剂经 活化后才有活性。
颗粒外表面 气膜 微孔 载体 气相主体 反应物A ⑴ CAG
⑵
(3) CA(4) (6) (5)
CAS CBS
(7) 产物CBG
反应表面
气固相催化反应中物料粒子所经历的过程
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• 相界面是指多孔催化剂颗粒的内表面，化 学反应主要在催化剂的孔道内表面上进行。 气固 催化 反应 过程
37
气相粒子通过扩散方式运动到催化剂的表面 上，气相粒子在催化剂的外表面形成一层相 对静止的层流边界层，也称气膜。 气相粒子穿过气膜到达催化剂表面，气膜中 粒子迁移主要靠分子扩散，其推动力是流体 主体物料浓度与催化剂表面上物料浓度差。 气相粒子从表面向孔的内表面迁移，其推动 力是物料在催化剂内部不同深度的浓度差。 反应气相产物由内向外迁移，方向相反。

人教版高二上学期化学(选择性必修一)《第一章化学反应的热效应》单元测试卷-带答案

人教版高二上学期化学(选择性必修一)《第一章化学反应的热效应》单元测试卷-带答案

人教版高二上学期化学(选择性必修一)《第一章化学反应的热效应》单元测试卷-带答案一、单选题1．以太阳能为驱动力，在介导上产生空穴+h (空穴是指共价键上流失一个电子，最后在共价键上留下空位的现象)，在室温条件下可将氮气转化为氨气，其工作原理如下。

下列说法错误的是A ．该过程中能量变化是光能转化为化学能B ．该工艺可能生成副产物氢气C ．生成氨气的总反应：22322N +6H O4NH +3O 光催化D ．VB 上产生+3 mol h ，CB 上产生3NH 11.2 L (标准状况)2．在一定温度和压强下，由指定的单质生成1mol 纯物质的热效应为生成热，可以用物质生成热表示物质的相对能量。

几种物质的生成热如表所示。

物质()2F g ()2S g ()4SF g ()6SF g生成热()()1ΔH /kJ mol-⋅0 128 775- 1209-已知键能是指气态分子中1mol 化学键解离成气态原子所吸收的能量。

F F -键能为1157kJ mol -⋅，假设()()46SF g SF g 、中S F -键能相等。

下列叙述正确的是A ．()2S s 的生成热大于1128kJ mol -⋅B ．()()()1224S g 4F g 2SF g ΔH 1678kJ mol -+==+⋅C ．稳定性：()()46SF g SF g >D ．上述物质中，S F -键能为1295.5kJ mol -⋅ 3．下列说法中正确的是。

A ．放热反应都不需要加热，吸热反应都需要加热B ．常温下。

反应()()()2C s CO g 2CO g +=不能自发进行，则该反应的H 0∆>C ．若()()()()4222CH g 2O g CO g 2H O g +=+ 812.3kJ mol H ∆=-，则甲烷的燃烧热为812.3kJ molD ．若()()2242NO g N O g 56.9kJ mol H ∆=-，则将()22mol NO g 置于密闭容器中充分反应放出的热量为56.9kJ4．2003年10月15日，我国“神舟”五号载人飞船成功发射，航天飞船是用铝粉与高氯酸铵的混合物燃料，点燃时铝粉氧化放热引发高氯酸铵反应：2NH 4ClO 4(s)△N 2(g)+4H 2O(1)+Cl 2(g)+2O 2(g)△H <0。

催化剂检测标准

催化剂检测标准
一、催化剂活性检测
催化剂的活性是指其在化学反应中促进反应的能力。

检测催化剂活性的主要方法包括：
1.1测定催化剂对反应物转化率的提高；
1.2测定催化剂促进反应速率的提高；
1.3测定催化剂对反应条件要求的改善。

二、催化剂稳定性检测
催化剂的稳定性是指其在长期使用过程中保持活性的能力。

检测催化剂稳定性的主要方法包括：
2.1在反应条件下，检测催化剂活性的衰减；
2.2测定催化剂在反应条件下的使用寿命；
2.3测定催化剂在重复使用过程中的活性变化。

三、催化剂寿命检测
催化剂的寿命是指其在达到预期性能之前可用的时间。

检测催化剂寿命的主要方法包括：
3.1记录催化剂从投入使用到失去活性所需的时间；
3.2测定催化剂在使用过程中的活性变化趋势；
3.3结合反应效率和催化剂稳定性评估催化剂寿命。

四、催化剂中毒性检测
催化剂的毒性是指其对反应物或产物的敏感度，以及在接触这些物质时可能发生的性能变化。

检测催化剂中毒性的主要方法包括：
4.1在接触有毒物质时，观察催化剂活性的变化；
4.2测定有毒物质在反应条件下对催化剂活性的影响；
4.3测定有毒物质在重复使用过程中的对催化剂活性的影响。

五、催化剂磨损性检测
催化剂的磨损性是指其在运输、装卸和使用过程中，因物理或化学作用而产生的质量损失或形态变化。

检测催化剂磨损性的主要方法包括：
5.1测定催化剂在物理或化学作用下质量的变化；
5.2观察催化剂在使用过程中形态的变化；
5.3结合使用条件和催化剂物理性能评估催化剂的磨损性。

(完整版)催化剂活性测试

一．实验操作1.调节恒温槽40℃，杜瓦瓶中放入冰盐水2.开启钢瓶，调节流量为100ml/min，开启温控仪使炉温升至350℃，每5min记录一次流量，连续记录30min。

3.换上放有催化剂的管，待炉温恒定后每5min记录一次流量，连续30min。

4.升温至420℃，重复操作3。

二．数据记录（单位：时间min，流量L，流速mL/min）空管催化剂350℃催化剂420℃时刻流量流速时刻流量流速时刻流量流速31:30 3.20 0:00 1.50 0:00 4.3036:30 3.74 108 5:00 2.16 132 5:00 0.05 146 41:30 4.28 108 10:00 2.82 132 10:00 0.87 164 46:30 4.72 108 15:00 3.53 142 15:00 1.61 146 51:30 0.32 120 20:00 4.22 138 20:00 2.37 152 56:30 0.84 105 25:00 4.92 140 25:00 3.12 150 61:30 1.36 106 30:00 0.62 140 30:00 3.87 15035:00 1.31 138 35:00 4.63 152三.数据处理1.（1）空管Slope=105mL/min V N2=3.15L（2）有催化剂，350℃Slope=139.5mL/min V H2+CO =30*139.5-V N2=1.03L (3)有催化剂，420℃Slope=150.5mL/min V H2+CO =30*150.5-V N2=1.365L2.p(CH 3OH)=35091Pa p(大气压)=101.55Kpa=p(CH 3OH)+p （N 2） p （N 2）=66459Pa mol RTV N N 0880.0p n 222N ==CH3OHN2OH3CH N2n n p p =n （CH 3OH ）=0.0465molm （CH 3OH ）=1.488g3.（1）350℃mol 0144.05.17273*314.886.34RT V *p n CH3OH =+==）（’大气压m ’=0.461g（2）420℃ mol 0191.05.17273*314.821.46RT V *p n CH3OH =+==）（’大气压m ’=0.611g4.（1）350℃ 74.7m 100*n n ZnO==’催化活性 （2）420℃ 27.10m 100*n n ZnO==’催化活性 四．1.V H2+CO 是通过有无催化剂时的流量差求得的，所以必须保持氮气流量不变2.使未反应的甲醇冷凝，从而可以测量V H2+CO3.（1）操作简单，便于在不同温度下测量，催化剂可重复利用 （2）实验设施复杂，易造成误差4.相同：都可以测定流量不同：毛细管流量计在管路支线，而湿式流量计在管路主线。

第01章-催化剂与催化作用

催化反应时，生成CO和 CO2的能甲垒醛明的显能高垒于生成
Ag CH3OH+O2 = HCHO+2H2O
对产物具有选择性的主要原因是由于催
化剂可以显著降低主反应的活化能， 而副反应活化能的降低则不明显（ 甚至增加）
C2H4 + ½ O2 Ag CH2 --- CH2
O
PdCl2-CuCl2
C2H4 + ½ O2
大型合成氨厂：
压力： 20 - 35 MPa
温度： 400 - 500 ℃ 催化剂： Fe-K2O-Al2O3
第三页，编辑于星期二：二十一点 二分。
• 催化剂的基本特性
– 催化剂对反应具有选择性（催化剂的专用性）
专一对某一反应起加速作用的性能为选择性
CO + H2 （合成气）
Ni CH4
473-573 K 0.1-2 MPa
推论：
K = k正 / k逆
➢ 加速正反应速率的同时，也必以相同倍数加速逆反应速率
➢ 能催化正反应的催化剂，也应该能催化逆反应（加氢/脱氢，水合/脱水 ）
用途：缓和条件下初步筛选催化剂（合成氨、甲醇、加氢/脱氢）
第八页，编辑于星期二：二十一点 二分。
注意：实际工业上催化正、逆反应，往往选用不同催化剂！
会引起催化剂性能变化。如，有机化合物在加氢/脱氢反应中，镍催化剂对 加氢是非常活泼的，但对脱氢反应效果较差，这是因为脱氢反应中伴随 的有机物积炭副反应会使催化剂迅速失活
催化剂的基本特性——小结：
➢ 改变反应途径，降低反应活化能，加快反应速度
➢ 催化剂对反应具有选择性
催化剂能做什么？
➢ 只能加速热力学上可行的反应，而不能加速热力学上不能进行的反应

工业催化--第一章工业催化剂概述

– 新开发的产品中，采用催化的比例高于传统产品， 有机产品生产中的比例又高于无机产品。
• 据统计，20世纪70年代末，全球催化剂销售额 仅约10亿美元，而到1990年，已达60亿美元。
• 表1-1和表1-2是相关的统计数据。
• 目前，世界生产催化剂的主要大型企业约100 余家，主要分布在欧美国家。
工业催化
化工学院精细化工系 朱新宝 教授
◇ 主要教材：
工 业 催化
黄仲涛主编
化学工业出版社
主要参考教材
• 催化剂设计与制备工艺 许越主编 化学工业 出版社
• 催化剂生产原理 赵九生等编 科学出版社 • 工业催化基础 赵光等编著 哈尔滨工程大学
出版社 • 工业催化剂分析测试表征 刘希尧等编著
烃加工出版社 • 催化剂工程导论 王尚弟等著 化学工业出版社
• 有关催化剂的开发，目前已有程度不同的进展。
• 新型的合成燃料，包括甲醇等醇基燃料、甲基 叔丁基醚、二甲醚等醚基燃料以及合成汽油等 烃基燃料。
• 由异丁烯与甲醇经催化反应而制得的甲基叔丁 基醚(MTBE)是一种醚基燃料，兼作汽油的新 型抗爆添加剂，取代污染空气的四乙基铅。
• 由两分子甲醇催化脱水，或由合成气(CO＋H2) 一步催化合成，均可得二甲醚。
• 石油是当代工业的血液。石油工业的蓬勃兴起， 是第二次世界大战后世界经济繁荣的主要文柱 之一。1990年，世界原油产量为6031.7万桶／ 日。
• 早期的石油炼制工业，从原油中分离出较轻的 液态烃（汽油、煤油、柴油）和气态烃类作为 工业和交通的能源。
• 早期主要用蒸馏等物理方法，以非化学、非催 化过程为主。
• 第一节 • 第二节 • 第三节 • 第四节
催化剂的寿命 催化剂的失活 催化剂的再生 催化剂的安全使用
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采用转化率和收率外，还可应用反应选 择性这一概念。反应物沿某一途径进行的程度，与沿其余途径进行 反应的程度的比较，即为催化剂对某一反应的选择性。选择性（S） 的定义式为：
生成目的产成目的产物关键组分量 S= ×100% 已转转化的关键组分
反应选择性说明了主副反应进行程度的相对大小。转化率、收率 和选择性三者的关系：
参考文献
[1]Campbell, J.S.Catalyst Handbook (Im perial Chemical Industries Ltd). London: Wolfe Scientific Books, 1970 [2]Trimm, D.L.. Design of Industrial Catalysts Amsterdam: ElsEvier, 1980 [3]Thomas, A.H. and Brudrett, C.P.. Chem.Eng.Prog., 1980(76):41 [4]Dewing, J. and Davis, D.S.. Andvance in Catalyst, 1975(24):221 [5]Bew, D.G.Catalysis and Chemical Processes (Pearce, R. and Patterson, W.R., eds). London: Blackie and Son Ltd, 1981 [6]李荣生，甄开吉，王国甲．科学出版社，1980
测定在特定催化剂上反应的详尽动力学，失活或再生的动力学也是有价值的，这种信息是进行工业规 模的工厂或演示装置所必需的。 模拟工业反应条件下催化剂的连续长期运转。通常是在一个具有与工业体系相同结构的反应器中进行 的，并且可能包括一个单独的模件（如一根与反应器管长相同的单管）或者是反映其实际尺寸缩小的 形式。 催化剂的四个最重要的性能，活性；选择性；寿命；价格。催化剂的机械性质。
催化剂的活性
以催化剂的重量为基准时: 以催化剂表面积为基准时:
1 dnA 1 dnp r (W ) = － = W dt W dt
式中 W――反应器中催化剂的填充质量.
1 dnA 1 dnp r (S ) = － = S dt S dt
式中 S――反应器中催化剂的表面积.
速率常数 用速率常数比较活性时，要求温度相同，在不同催化剂上进行同一反应时， 仅当反应的速率方程在所测催化剂上有相同的形式时，用速率常数比较活性 大小才有意义.
单载气流法 单载气流法就是通过反应器和色谱柱的载气为同一载气流。实验时 将少量的反应物（气体或液体）用注射器注射到汽化室，与载气混合后 被带进反应器。反应后的产物经输出管保持气相状态，进入色谱在线分 析。这样就完成一次脉冲实验。 缺点: 同一载气流经反应器和色谱柱，反应器中浓度梯度变化不能控制; 不便于用改变载气流速的办法来改变反应的接触时间，而又不破坏色谱 柱的最佳操作条件，也不可能利用流经反应器和色谱柱的不同性质的载 气流，例如，氧气通过反应器，而氢气通过色谱柱.
催化剂的活性
催化剂活性的表示方法： 催化剂活性的表示方法：
转化频率（Turnover Frequency）转化频率定义为单位时间内每个活性 中心引发的总包反应的次数。 反应速率 反应速率（r）表示反应的快慢，采取的 基准不同表示的形 式也不同。一般有以下几种形式： 以催化剂装填体积为基准时，
式中 dnA—－反应物在dt时间内减少的物质的量； dnp—－反应产物在dt时间内增加的物质的量； V――反应器中催化剂的装填体积。
流动法
催化剂床层横截面中心与径向间温度差：
ωQdt 2 ∆t = 16 λ
式中 ω――单位催化剂体积的反应速度； Q――反应的热效应； dt――反应管直径； λ――床层的有效传热系数。
*∆t∝dt2，在其他因素不变时，床层温度差随反应器直径的增加而迅 速增加。 *催化剂的床层高度和床层直径也要有适当的比例，一般要求层高应 超过直径的2.5~3.0倍。 *考虑内外扩散的影响，即在排除内外扩散影响的基础上来测试催化 剂的活性。
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第一章 催化剂反应性能的测试
催化剂制造厂家或用户进行的常规质量控制检验。这种检验可能包括在标准化条件下，在特定类型催 化剂的个别批量或试样上进行的反应。 快速筛选大量催化剂。这种试验通常是在比较简单的装置和温和的条件下进行。根据单个反应参数的 测定来作解释。 更详尽的比较几个催化剂。这可能涉及在最可能的工业应用范围的条件下进行测试，以确定各个催化 剂的最佳操作区域。可以根据若干判据，对已知毒物的耐受性以及所测的反应气氛来加以评价。 建立合适的动力学模型，或在探索改进催化剂中提供有价值的线索。
活化能 达到某一转化率所需的最低反应温度
催化剂的活性
转化率：
C = 某一反应物的转化量 该反应物的起始量 × 100 %
*在用转化率比较活性时，要求反应温度、压力、原料气浓度和接触时间 （停留时间）相同。 *若为一级反应，由于转化率与反应物质浓度无关，则不要求原料气浓度 相同的条件。 *转化率是针对反应物而言的。如果反应物不止一种，根据不同反应物计 算所得的转化率数值可能是不一样的，但它们所反映的都是同一客观事实。 *通常我们所感兴趣的是关键组分的转化率。
反应产物的收率
收率（YR）定义为：
ν A 反 应应产物的生成 YR = × 100 % ν R 关键组分的起始量
νA和νB分别为关键组份A和反应产物R的化学计量数. 式中引入化学计量系数
比的原因是使收率的最大值为100%。显然上式又可以改写成如下的形式：
生成反应成反应产物所 关键组分量 Y= ×100% 关键组分的起始量
Y = S •C
催化剂活性测试方法－流动法
流动法测定活性时，将反应物以一定的空速通过填充催化剂的反应 器，然后分析反应后产物的组成，或者在某些情况下，分析一种反 应物或一种反应产物。 由于反应物料在反应器中的运动状态比较复杂且依赖于反应器及催 化剂的几何特征。将宏观因素对活性测定和动力学研究的影响减到 最小。 （1）为消除气流的管壁效应和床层过热，反应管直径D和催化剂颗 粒直径d之比一般为：6< D / d <12。 （2）当管直径与粒径之比D / d过小时，反应物分子与管壁频频相撞， 严重影响了扩散速度； （3）若D / d 过大，将给床层的散热带来困难。
稳定流动微量催化色谱法
采用了微型反应器的一般流动法的反应系统，反应器隔着取样器与色谱分 析系统相连(见图1-2)。 反应物以恒定流速进入微型反应器R，反应后的混合物经取样器S流出。
载气经鉴定器D，在取样器中将一定量的反应后的混合物送至色谱柱C，分 离后再经鉴定器流出。 稳定的反应进行周期取样分析。 评价催化剂活性、稳定性和寿命 其他方法，如流动循环法、沸腾床技术和静态法
脉冲微量催化色谱法
双载气流法 双载气流法的实质是通过反应器和分析系统的载气互相独立、互不 干扰。 它的基本原理如图1-1所示，载气通过六通阀1、反应器2和六通阀3。 当转动阀1时，反应混合物由校正了体积的定量管5流入反应器2。反 1 5 2 应产物进入色谱分析。 在流程中，经过分析系统的载气的流速不变。在分析系统中，条件 的标准化和分析样品的富集，都有利于提高测定的精准度。 可能在反应的低转化率（10％）以下操作，因为在低转化率下反应 放出的热很少，催化剂层中实际上不存在温度梯度。 典型双载气流法示意图如 下图：
微量催化色谱法
利用色谱分析法的原理研究催化剂的活性和催化反应 动力学的方法统称为微量催化色谱法。
脉冲微量催化色谱法-------每隔一定时间向反应器中加 入反应物，因而催化剂层中的化学反应是周期性的以脉 冲形式进行的，然后连接色谱仪进行分析，故称为脉冲 色谱法。
稳定流动微量催化色谱法。
脉冲微量催化色谱法