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Video课程教案、知识点、字幕

我们接下来要给大家讲的是第三个模型

就是氧化物催化剂

氧化物催化剂

我们这里会给大家侧重讲一个

氧化物催化剂的反应机理

我们前面花了很长时间

给大家介绍的是半导体的催化理论

所以这里面

氧化物催化剂就不给大家

再讲半导体的催化理论

我们给大家总结一下

氧化物催化剂的一些其它的特点

首先我们要知道氧化剂

氧化物催化剂

特别是过渡金属氧化物

主要用途是氧化和脱氢反应

我们给大家总结了两个非常重要的氧化物

第一个是三氧化钼

从n型半导体和p型半导体角度上讲

它是一个n型半导体

大家看到它可以做什么反应

有非常多的反应

比如说这是一个非常重要的氧化反应

把甲醇氧化成甲醛

另外一个把乙烯变成一个环氧乙烷

丙烯生成丙烯醛

还可以把丙烯生成丙烯酸

还可以把丙烯跟氨反应生成丙烯腈等等反应

所有这些过程中

用的最多就是

除了这个反应以外

用银催化剂

其它反应都用了钼催化剂

就是n型半导体

我们刚刚前面给大家留过一个思考题

工业上对于n型半导体催化剂

会采用其它氧化物去跟它进行复合

那么大家不妨再想一下

这些复合过程中

是改变n型半导体导电性

是增加还减少了大家可以去思考一下

然后助剂的引入为什么会存在影响

实际上都可以用半导体理论进行阐述

除了氧化钼催化剂

氧化物催化剂里面

用的非常多的另一个催化剂是五氧二钒催化剂

这个五氧二钒催化剂

大家可以看一下

它也涉及到是氧化反应

我们这里可以看一下

把丁烯氧化成 1 3-丁二烯

就是氧化脱氢反应

说我们的钒催化剂

当然也可以把丁烯氧化成酸酯的物质

可以把直链烃的变成环状烃

也可以把双键的变成两个双键的

它的选择性非常好

我们从这可以看到特点是

无论是氧化钼催化剂

五氧化二钒催化剂

它在氧化反应里面

一个非常重要的优势是

它的选择性要非常好

因为我们要知道

所有的氧化反应都是

像日常在家里做饭用的是天然气或液压气

就是燃烧反应

氧化反应是非常剧烈的反应

而我们选择的催化剂

实现工业生产

看中不会发生类似剧烈燃烧反应

比如说丁烯不会直接氧化生成二氧化碳水

所以氧化钼氧化钒应该有个非常重要特点就是

选择性应该是非常非常好的

为什么会这么好呢

实际上就跟氧化物催化剂里面的

一个经验结论有很大的关系

就是经验的总结

如果金属氧化物

它的金属离子

它具有d0或者d10的电子结构的话

它的选择性会非常好

这是因为d0 d5 d10的结构

一个电子传输在金属催化里面讲是

d轨道的空轨道接受和传输过程

当在d0状态就是d轨道五个轨道没有电子

或者d轨道

五个轨道里边有d5 或者轨道还有电子

轨道含10个电子d10的时候

这个时候它的轨道是相对均匀或是能量相对低的

这个时候再增加一个电子

或失去一个电子会破坏这种平衡

一般来说

它的吸附反应物的性质就非常弱

说吸附比较弱就会使得

吸附很容易脱附

一般来说这种金属结构的金属氧化物

它的活性或者选择性

特别选择性会比较好

比如说我们前面说了

氧化钼和五氧化二钒

六价态钼五价态的钒

基本上都是d0的电子结构

这是氧化物催化剂筛选

特别是选择性氧化剂筛选设计过程中

一个非常重要依据就是d0 d5 d10

我不知道大家还有没有印象

我们之前给大家说过

氧化物催化剂里面

我们当时给它讲了

五氧化二钒催化剂

我们说五氧化二钒催化剂

虽然被认为是一种高危的固体

产生废物是危废物

但是工业上又没法把它抛弃

如果要开发一个替代反应

我们就可以从这个角度去考虑

什么样的金属能够产生这样类似的d0结构

就有可能来替代五氧化二钒催化剂

我们接下来给大家讲一下

氧化物催化剂特点就是活性

跟金属氧化物的生成热是有关系的

之所以要给大家强调这一点

是为了让大家有个印象

在火山型曲线

大家不知道有没有总结

我们讲到Sabatier的规则

无论是甲酸盐的生成

或是甲烷化催化剂

一般考察的都是金属实际上我们要说氧化物

同样也适用于火山型曲线

但是它要看的是金属氧化物的生成热

这个希望大家要注意不仅仅火山曲线

不仅仅适用于金属催化剂

也适用于氧化物催化剂

催化剂设计与制备课程列表：

课程简介

-课程简介

第一章绪论

-绪论

-1.1 催化剂设计的尺度

-1.1 催化剂设计的尺度--作业

-1.2 催化剂的活性与选择性

-1.2 催化剂的活性与选择性--作业

-1.3 多相催化反应本征动力学

-1.3 多相催化反应本征动力学--作业

-1.4 工业催化剂设计概述

第二章催化剂的设计

-2.0 引言

-2.1 催化作用基本概念与催化剂设计

-2.1 催化作用基本概念与催化剂设计--作业

-2.2 催化剂设计的程序

-2.2 催化剂设计的程序--作业

-2.3 催化剂各组分的设计

-2.3 催化剂各组分的设计--作业

-2.4 催化剂宏观物性的选择

-2.4 催化剂宏观物性的选择--作业

-2.5 工业催化剂筛选与设计实例

-2.5 工业催化剂筛选与设计实例--作业

第三章催化剂制备的理论基础

-3.1 软化学 (Soft Chemistry)

-3.2 组合化学(Combinational Chemistry)

-3.3 化学热力学与无机合成

-3.3 化学热力学与无机合成--作业

第四章氧化物载体和催化剂的制备

-4.1 催化材料和催化剂制备方法简介

-4.2 氧化物催化材料制备基础

-4.2 氧化物催化材料制备基础--作业

-4.3 氧化物载体和催化剂的制备方法

-4.3 氧化物载体和催化剂的制备方法--作业

第五章负载型催化剂的制备

-5.1 负载型催化剂简介

-5.2 负载型催化剂制备基础

-5.3 负载型催化剂的制备方法

-5.3 负载型催化剂的制备方法--作业

第六章催化剂的活化

-6.1 简介

-6.2 过滤与洗涤

-6.3 干燥

-6.4 焙烧

-6.5 还原

-6.5 还原--作业

第七章特殊催化剂及其制备方法

-7.1 骨架催化剂

-7.2 化学置换法制备金属催化剂

-7.3 液相化学还原法制备金属催化剂

-7.4 等离子辅助制备催化剂

-7.5 混合法

-7.6 膜催化材料

第八章催化剂的成型

-8.1 绪论

-8.2 工业催化剂成型

Video笔记与讨论

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