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hxxcyb木蟲 (正式寫手)
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[交流]
【求助】求助一個(gè)催化的基本問題 已有8人參與
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實(shí)驗(yàn)室中用的催化反應(yīng)器大致有兩種,一種是固定床(氣體或氣液物料經(jīng)過催化機(jī)床層時(shí)發(fā)生反應(yīng),然后進(jìn)入產(chǎn)物收集裝置),另一種是帶攪拌高壓釜(攪拌一段時(shí)間后開釜收集反應(yīng)產(chǎn)物)。 對(duì)于固定床有空速這么一個(gè)概念,表示反應(yīng)物在催化劑層停留的時(shí)間,反應(yīng)物在催化劑層停留時(shí)間越長越有利于反應(yīng)物的吸附、反應(yīng);在經(jīng)過催化劑這個(gè)過程中催化劑的用量、比表面積、孔道結(jié)構(gòu)、或者是暴露的晶面對(duì)反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率就會(huì)有很大的影響。 對(duì)于高壓釜中的反應(yīng),在反應(yīng)后達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài),催化劑的用量、比表面積、孔道結(jié)構(gòu)、暴露晶面應(yīng)該對(duì)反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率不會(huì)有大的影響;比如這個(gè)反應(yīng)在較好的催化劑下1小時(shí)可以達(dá)到平衡,而較差的催化劑或者是量小的催化劑需要在5小時(shí)達(dá)到平衡,這樣我在做催化性能對(duì)比時(shí)同樣進(jìn)行5小時(shí)的實(shí)驗(yàn),在分析產(chǎn)物時(shí)就無法判斷哪個(gè)催化劑效率高,是不是這樣呢?這樣的話催化劑的加入量、比表面積、孔道結(jié)構(gòu)(假設(shè)都能進(jìn)入催化劑孔道)、暴露晶面不會(huì)對(duì)這個(gè)催化反應(yīng)最后的催化效果(反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率、產(chǎn)物收率)有差別,不知道這樣理解的對(duì)不對(duì)?判斷催化劑的催化效率一般用什么方法呢?記得好像有個(gè)單位表面積單位時(shí)間反應(yīng)物的分子的轉(zhuǎn)化數(shù)的說法,在實(shí)際操作上能否用高壓釜這種方式來判斷出來?本人看的相關(guān)資料很少,若是有人能推薦幾篇涉及到以上問題的文獻(xiàn)更好。 |
木蟲 (著名寫手)
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這個(gè)催化反應(yīng)最后的催化效果(反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率、產(chǎn)物收率)有差別” 你說的很對(duì)!催化過程就是復(fù)雜體系,復(fù)雜現(xiàn)象,在現(xiàn)有的計(jì)算能力條件下,不能計(jì)算,所以我們做實(shí)驗(yàn),也就是工藝;第二,催化分為三種層次:宏觀,介觀,微觀。解釋問題不能太跳級(jí),你不能宏觀出了差別,你非要找微觀的問題,那樣解釋的不通!你做實(shí)驗(yàn)的目的的關(guān)鍵就是找到最優(yōu)的條件,在這個(gè)最優(yōu)條件下找到最合適的催化劑,你工作量在什么地方上,就在找到為什么在這個(gè)條件下的催化劑,解釋這個(gè)現(xiàn)象,所以做完了制備,做大量的表征,解釋現(xiàn)象 |

木蟲 (著名寫手)
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可以這么理解,實(shí)際上有個(gè)概念TOF恰好說的就是這個(gè)。 我最近的實(shí)驗(yàn)也可以給出這種結(jié)果:當(dāng)催化劑用0.2mol%時(shí),1h達(dá)到了92%的轉(zhuǎn)化率;當(dāng)催化劑用0.1mol%時(shí),2h達(dá)到了91%的轉(zhuǎn)化率。 但是,當(dāng)使用0.05mol%時(shí)候,用了6h達(dá)到了92.5%的轉(zhuǎn)化率,顯然比上面的要差一些,這也是很正常的,因?yàn)榻档痛呋瘎┑牧繒r(shí)常會(huì)使得催化劑活性下降嚴(yán)重。 關(guān)于TOF的準(zhǔn)確描述,可以參考文獻(xiàn):M. Boudart, Turnover Rates in Heterogeneous Catalysis, Chem. Rev. 1995, 95, 661-666. 個(gè)人理解,僅供討論。 |
榮譽(yù)版主 (知名作家)
小木蟲金庫管理員

鐵桿木蟲 (小有名氣)
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樓上說的很有道理,我同意,還有就是我真的不太明白樓主要表達(dá)的意思,要問什么!漿態(tài)床,你做的是間歇反應(yīng),和固定床的連續(xù)反應(yīng)差別很大,怎么有可比性呢?而且你把一個(gè)簡單的東西說的無比復(fù)雜,真是暈了! 你說的催化效率是動(dòng)力學(xué)的范疇,你一個(gè)漿態(tài)床間歇反應(yīng),你把重點(diǎn)放在這干啥呢?請(qǐng)?jiān)敿?xì)說說唄!漿態(tài)床,你做的間歇反應(yīng),就考察選擇性轉(zhuǎn)化率還不夠嗎? 要做動(dòng)力學(xué)需要的是精確微量的反應(yīng)!你的。。。就我的知識(shí)水平來看,沒法做! |
木蟲 (正式寫手)
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我帖子中說“這個(gè)催化反應(yīng)最后的催化效果沒有差別”。不知道你是否說我的這個(gè)說法是對(duì)的? 我舉個(gè)例子,如在相同的實(shí)驗(yàn)條件下,相同的催化劑,但是催化劑的量是不同的,比如一個(gè)為1g催化劑,一個(gè)為0.5g催化劑,那么這個(gè)體系達(dá)到反應(yīng)平衡后,反應(yīng)后產(chǎn)物的所有組分的濃度都是一樣的,不會(huì)因?yàn)榇呋瘎┑牧坑胁顒e而有差別。不同催化劑的量的影響僅在于它們使得反應(yīng)達(dá)到平衡的時(shí)間不同。這種理解對(duì)嗎?我沒做過這種實(shí)驗(yàn),只是覺得可能是這樣。 |
木蟲 (正式寫手)
木蟲 (著名寫手)

木蟲 (正式寫手)
木蟲 (著名寫手)

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