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在催化剂设计过程中

特别是工业催化剂设计过程中

把反应的热力学条件分析透彻以后

我们确定了需要进行反应

才会进入到下一节内容

就是初始催化剂的选择过程

我们来看一下 初始催化剂的选择过程

我们只给大家讲一下最简单的过程

确定了那些计算确定主要发生的反应

这个时候同样要根据热力学计算方法

写出可能发生的主反应和副反应的过程

我们这里同样给大家举了一个例子是丙烯要芳构化制苯

可以通过热力学计算

可以想

一个丙烯含三个碳　苯是含六个碳

那么 肯定是要把三个碳变成六个碳 六个碳再变成环化

环化完了以后再脱氢就可以得到苯

这是设计的最理想路线

可以完全利用所有的丙烯分子得到苯

不仅仅可以得到高附加值的苯

还可以得到氢气的副产物

这是主反应

同时的话 我们计算的过程中就要考虑到

它有没有可能发生副反应

比如说 这个过程有没有可以继续长大

这个过程有没有

苯进一步环化生成苯衍生化合物

或者这里面有没有可能发生异构化反应

比如生成多支链的异构烃等等之类的

所以我们就要考虑到

除了主反应 二聚 环化反应

还有脱氢反应

我们看一下它可能发生什么样的副反应

比如说我们刚刚说的积碳反应

这个时候我们就要想一下

主反应 副反应确定了

我们首先要针对反应 试想

我们应该采用有什么样的初始催化剂的确定

比如说 这个反应涉及到氢气的脱氢反应过程

我们就会想到脱氢指的是什么反应

就是一个单元子的电子转移反应

就是氧化还原反应

氧化还原反应一般用的是金属或氧化物催化剂

而二聚反应　环化反应除了采用金属催化剂

还可以采用酸催化剂

我们可能会根据经验想

这种二聚反应　环化反应

特别是环化反应

酸催化剂的效果可能会更好

所以简单的根据主反应

我们会确定一个催化剂 初始催化剂选择应该是

金属中心和酸中心组成的双功能的催化剂

这个金属中心和酸功能

酸中心组成的双功能催化剂

它可以满足我聚的要求

又可满足环化的要求和脱氢的要求

反过来说考虑了初始催化剂有很多

双功能催化剂有很多

我们如何来缩小它的范围

我们就要想副反应的过程

我们要避免它发生异构

要避免它发生积碳

所以我们就要考虑到酸强度

想要什么样的酸

比如酸催化剂有超强酸

有普通的强酸

还有比较弱的酸

我们要看二聚反应　环化反应

一般需要什么样的酸

比如说是中等强度的

还是一种超强的

同时我们要控制不要发生积碳

我们是否可以采用我们经常讲沸石催化剂

用沸石的孔来抑制积碳

这样就可以大大缩短

缩短了什么　我们通过主反应

确定催化剂的主要类型

通过副反应来抛除一些不必要的催化剂选项

主反应和副反应一起考虑

就可以大大缩小催化剂筛选的范围

比如说这个丙烯芳构化要制苯

我们可能很容易就想到

分子筛催化剂特别是要用十元环沸石

然后要避免积碳

我们可能就想用ZSM-5分子筛可能会比较好

然后要控制酸性 想要芳构化

我们就要想它酸密度可能要高一点 用低硅的分子酸

要实现它脱氢反应是不是可以采用

氢转移反应的思路 进行离子改性或者负载金属

很显然 通过这样主反应和副反应的研究过程

大大缩小了确定了初始催化剂的筛选的范围

前面给大家讲的例子是关于丙烯芳构化制苯

这个反应是一个比较简单的反应

我们可以通过大量文献经验

就可以大概推出应该想要什么样催化剂

但是我工业上可能碰到很多反应

是比较复杂的反应　

这个时候选择催化剂可能更多的是根据一些

已经报道了案例或是文献

比如第一种情况 如果是反应机理比较复杂的

我们可以把它分解成各个不同类型的反应机理

然后根据文献上报到

采用应用最广泛的催化剂来作为初始催化剂的选择

之所以会采用最广泛的催化剂

我们强调的是用的最广泛

说明实践检验的结果是最好的

一般来说 采用这样的催化剂是最保险的

另外一种情况 有一种反应类型

工业上可能已经有类似的一个反应

已经在作为使用的催化剂

这个时候 我们没有必要再去做大量的文献调研

我们可能可以通过类似的反应的催化剂

进行一个初步的筛选

在考察这催化剂的性质或是反应机理

再来决定它改性的方向或是筛选的方向

另外一个步骤我们还有第三种情况

在优化催化剂的过程中 我们可能会想

这两个反应活性能够满足了

这个时候稳定性或选择性不能满足

我们一般会根据催化反应的

催化原理 基本经验是在元素周期表里面

催化剂性能会体现出一些周期性的规律

这时候会根据这些规律

确定要选择金属元素或是非金属元素的种类

在周期表附近进行筛选组合

得到初步选择的对象

应该来说初始催化剂的选择

可以说有理论依据

但是有很多时候更多根据　

实际的经验累积而得到的