Video慕课视频播放-催化剂设计与制备-MOOC慕课视频教程-柠檬大学

当前课程知识点：催化剂设计与制备 > 第二章催化剂的设计 > 2.3 催化剂各组分的设计 > Video

Video在线视频

Video

Video课程教案、知识点、字幕

要实现氢原子的溢流

一定要找到合适的介质能够稳定氢原子

在这里面除非可以找到介质

把氢原子稳定就跑到酸性位上否则

这要跑到酸性位置上

不可能是氢原子形式存在

有可能是氢质子

或者氢负离子等等的物质存在

这个希望大家要在催化剂或者是

在设计双功能催化剂的时候一定要有个非常清晰的认识

我们会发现目前认为

真正能够在双功能催化剂里面或者是

利用溢流作为催化剂促进作用

目前为止会发现

对这种半导体的载体存在可以通过质子的形式进行传输

还有碳材料特别是碳纳米管

可以稳定活化氢

可以实现氢原子传输

但在绝缘体的载体上

实际上是

如果不考虑其它因素这两个的传输过程也是很难实现的

大家就可以回去思考一下

为什么在文献中或者是

很多报道里面经常讲的

沸石分子筛氧化硅氧化铝负载贵金属

可以出现这种溢流的现象

很简单今天把这个氢物种

活性氢原子的溢流否定

反过来就要去想

可以通过这来去想一下活性炭

或者是碳纳米管它能够稳定氢原子

也就是说溢流要发生本质的前提是

活性物氢物种要找到稳定的介质

在加氢反应里面比如沸石负载的金属催化剂里面

就可以想有什么物质能够稳定活性氢

大家可以想象

比如把有机不饱和物反应加氢不就生成氢自由基的中间体

更多的时候有可能需要去考虑就是说

这种溢流存在实际上跟

有机物的反应物种跟氢原子的结合

比如在这上面跟氢原子结合以后

生成半饱和的氢自由基

有可能在

可以做供氢的载体在酸性位上进行反应的

顺便给大家介绍在研究氢溢流过程中存在的争议或启示

实际上前面给大家说

会给大家强调就氢溢流过程中

氢原子溢流的难度非常大

是受到美国现代催化动力学学奠基人

Boudart工作的启示

大概在上个世纪60年代左右人们首次发现氢溢流现象

当时有科学家做非常重要的实验是

报道一乙烯加氢反应

这个反应做了什么实验他发现把氧化硅

氧化硅负载铂催化剂跟氧化硅混合

在乙烯加氢反应里面

在比较低的温度下反应

转化率是很低的转化率2.1%到0.1%

他发现如果把带有酸性的载体氧化铝跟氧化硅

负载铂催化剂进行混合会发现

转化率由2.1%变到3.9% 14%

这个时候他就提出解释现象通过原子氢的溢流方法

因为当时一看转化率相差这么多

从2.1变成3.9到14左右

这个时候可以看到

都是绝缘体当时就提出

氢原子溢流到酸性载体氧化铝上而氧化铝能够活化乙烯

这样就使得转化率提高

但是这个实验被Boudart给否定

因为Boudart做了很多的实验就发现并不是这样的现象

而且另一方面在实验过程中还发现现象

除了这个例子还有科学家也发现

氧化铝上负载铑催化剂

跟氧化铝进行稀释以后发现

稀释越多活性也是增高很多

我们来看一下

有人证明有人支持这种

氢原子溢流的结果有人否定他是怎么否定的

这是Boudart做实验结果就是

他做把氧化硅负载的铂催化剂

在不同的调温下进行处理

有的是在氢气下直接还原处理

有的是在低温下进行高温下还原

有的是在低温下还原

有的是进行焙烧低温下进行焙烧

高温下进行焙烧再还原

就发现特点就是

如果负载铂催化剂

在不同温度下进行焙烧

得到活性是这样大概是0.17

跟氧化铝进行混合会得到0.22的结果

他还做另外实验是

如果催化剂在比较低的温度下进行还原

会发现跟在400摄氏度下

得到的结果是不一样的

他就得出结论

他在这还原过程中发现金属分散度

粒径实际上基本上不变的

但是为什么会发现处理条件不一样

得到活性是不一样的

比如这里面是

先在空气下进行焙烧焙烧完再进行低温还原

如果是直接还原

它的活性也存在区别

当时Boudart就提出观点

氢原子溢流可能是存在的

但是在绝缘体的条件下是很难存在的

因为绝缘体的条件下如果没有稳定的介质

来传输氢气活性氢

是不可能实现促进作用

而之所以在实验过程中能观察到

这种0.15到0.19的变化过程

有可能是因为催化剂的表面处理不干净

含有一些碳物质

就可以起到溢流促进的作用

同时或者是覆盖活性位就影响到催化剂的活性

氧化铝存在有可能会使得催化剂表面上的

杂质被氧化物吸附分解

这就告诉非常重要的启示是

活性组分表面处理是影响催化剂活性的非常关键的因素

不能够被忽略

之所以给大家讲这些是因为

有部分同学会做催化材料设计

在做催化剂材料设计的时候一定要

靠的催化剂的活性选择性是来作为评判的依据

那么我们不要忘记这个非常重要的现象就是

活性组分的表面处理是非常非常关键的因素

不能把它给忽略

比如来给大家举

催化材料研究和工业催化剂的研发过程中存在的一个现象

以氧化铝负载铂催化剂为例

氧化铝负载做铂催化剂用的是氯铂酸

有时候用氯铂酸钾浸渍在氧化铝上

通过高温焙烧

焙烧完可以生成氧化铂

但是有的时候话也会直接浸渍氯铂酸进行氢气还原的过程

有些文献里面会报道

不要采用传统的氯铂酸盐

采用羰基铂或者是有机膦的铂分子

因为这种羰基化合物有机膦直接分解

直接分解得到金属

在这过程中在文献里面

为体现这种新型的配体的作用

会做一个对比实验就是

同样是Pt催化剂

这是在低温下进行还原

这个是在氢气下直接还原

发现这样低温反应下的活性

虽然分散度都一样

但是活性是高很多很多的

然后人们就会做很多的解释和阐述

认为这种新型的配体材料或新型的原料

体现出独特的效应

特别是活性得到很大的提高

这个是在很多催化材料开发新材料过程中

会看类似的文章就是会强调

把有机合成或无机化学里面的

催化剂设计与制备课程列表：

课程简介

-课程简介

--课程简介

第一章绪论

-绪论

--Video

-1.1 催化剂设计的尺度

--Video

-1.1 催化剂设计的尺度--作业

-1.2 催化剂的活性与选择性

--Video

-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

--Video

-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

--Video

第二章催化剂的设计

-2.0 引言

--Video

-2.1 催化作用基本概念与催化剂设计

--Video

-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

--Video

-2.2 催化剂设计的程序--作业

-2.3 催化剂各组分的设计

--Video

-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

--Video

-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

--Video

-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)

--Video

-3.2 组合化学(Combinational Chemistry)

--Video

-3.3 化学热力学与无机合成

--Video

-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

--Video

-4.2 氧化物催化材料制备基础

--Video

-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

--Video

-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

--Video

-5.2 负载型催化剂制备基础

--Video

-5.3 负载型催化剂的制备方法

--Video

-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

--Video

-6.2 过滤与洗涤

--Video

-6.3 干燥

--Video

-6.4 焙烧

--Video

-6.5 还原

--Video

-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

--Video

-7.2 化学置换法制备金属催化剂

--Video

-7.3 液相化学还原法制备金属催化剂

--Video

-7.4 等离子辅助制备催化剂

--Video

-7.5 混合法

--Video

-7.6 膜催化材料

--Video

第八章催化剂的成型

-8.1 绪论

--Video

-8.2 工业催化剂成型

--Video

Video在线视频

Video

Video课程教案、知识点、字幕