1. 1. 什么是催化剂？化工辞典对催化剂：“一类能够改变化学反应速度而本身不进入最终产物分子组成中的物质。

催化剂不能改变热力学平衡，只能影响反应过程达到平衡的速度。

加速反应速度的催化剂称正催化剂，减慢者称负催化剂”。

2. 催化剂发展过程及其特征？开发过程①实验室工作：资料准备催化剂参考样品的剖析配方筛选②扩大试验¡ª¡ª介于小试和工业大生产之间③侧流实验¡ª¡ª完全模仿工业条件3.催化剂工业现状及其发展方向？工业发展概况：A 国内——很多，无法统计 B 国外——美国——一百多家西欧——六十多家（25家）日本——引进与国内开发并重发展方向：①企业间的大合作——企业合并、收购、强强联合②催化剂生命周期短，更新速度快③提供各种服务——开停车、贵金属回收、再生④催化剂制造在整个公司中所占比例与来越少——催化性能更佳、需求下降4. 催化剂活性的表示方法（6种）?•转化率，意义上不够明确，但计算简单方便，又比较直观，工业上常使用•给定条件下主要产物出口浓度或反应物出口残余量•时空收率：单位时间内单位体积催化剂上所能得到目的产物的量•反应速率，理论上讲更为确切些•平衡温距：△T=T -T平（达到任意转化率的温度）•给定温度下欲达某一指定转化率所需的空速5.催化剂性能指标（三大指标等）及其意义？（1）转化率x A (conversion)•求算时物质量可以是质量或摩尔数•催化剂的比活性：催化剂单位表面积上所呈现的活性。

（2）催化剂的选择性S (selectivity)•催化剂的选择性：当化学反应在理论上（热力学上）可能有几个反应方向时，通常一种催化剂在一定条件下，只对其中的一个反应方向起加速作用，这种专门对某一个化学反应起加速作用的性能，称为催化剂的选择性。

•（3）收率Y（yield)通常对工业催化剂的要求是：使其只生成所希望的目的产物，并尽量接近于达到该温度和压力下的平衡转化率，最好不生成或尽量少生成其他副产物。

•对于工业催化剂而言，当存在许多并列反应时，往往对选择性的要求更甚于对活性的要求。

•如果生产原料昂贵或产物与副产物分离很困难，则应选用高选择性的催化剂，反之，则选用高活性的催化剂。

•6. 催化剂失活的原因及其解决方法？•积碳是失活主要原因，措施：及时烧炭。

工艺要求：提升管反应器和再生器两器流化操作工艺要求催化剂耐高温烧炭和水热稳定性好、抗烧结、抗破坏；工艺流程中加强原料预处理。

7.固体催化剂的化学组成及其作用(1) 多相固体催化剂•1) 主催化剂（合成NH3中的Fe）——起催化作用的根本性物质，没有它，则不存在催化作用•2) 共催化剂（石油裂解SiO2-Al2O3）——能和主催化剂同时起作用，单独使用，它们的活性都很小3) 助催化剂助催化剂；减少活性组分量，降低成本•4) 载体载体的作用:增大表面积；提高耐热性；提高机械强度；担当共催化剂；•5) 其他稳定剂:间隔体。

阻止容易烧结的金属互相接触。

抑制剂：适当降低催化剂活性。

8.催化剂宏观物理性质及其测定方法(1)颗粒直径及粒经分布当量直径：体积当量直径（dv)，面积当量（ds)，直径(da)(2)粒径分布：筛分法、重力沉降、离心沉降颗粒平均直径(2) 催化剂的机械强度•机械强度（耐压，耐磨，耐冲击）对机械强度的要求？•压碎强度：均匀施加压力到成型催化剂颗粒压裂为止所承受的最大负荷；单粒压碎强度，堆积强度•磨损性能（流动床催化剂）转筒式磨耗仪、空气喷射粉体催化剂沸腾床：同时考虑压碎强度和磨损强度(3)催化剂的抗毒稳定性•评价催化剂抗毒稳定性的方法：a 在反应气中加入一定浓度的有关毒物，再换用纯净原料，判断是否为可逆性中毒b在反应气中逐量加入有关毒物至活性和选择性维持在给定的水准，视能加入毒物的浓度c再生处理，看其活性和选择性恢复程度(4) 密度•堆密度ρb：催化剂堆积时体积V堆为基准V堆＝V隙＋V孔＋V真量筒测量V堆•颗粒密度（假密度）ρp：单个颗粒体积V孔＋V真，汞置法测定V隙•骨架密度（真密度）ρt：骨架体积V真，氦置换法V隙、V孔(5) 催化剂的比表面•比表面：单位重量催化剂的表面，m2/g物理吸附的方法测定活性比表面：具有活性的表面化学吸附的方法测定(6) 孔容和孔隙率✓孔容：1g催化剂颗粒内部所有孔体积的总和(cm3/g)✓孔隙率ε：大孔，r＝200－10000nm过渡孔，r＝10－200nm微孔，r＝1－10nm•孔隙率：是指材料体积内孔隙体积占材料总体积的百分率。

空隙率：空隙率是指散粒材料在某容器的堆积体积中，颗粒之间的空隙体积占堆积体积的百分率。

(7) 催化剂的其他宏观性质•比热；导热系数；扩散系数9.举例说明催化剂的基本特征一般载体在催化剂中的含量远大于助催化剂。

常用的载体种类：磨细的玻璃、刚铝石、SiC、沸石、耐火砖、硅藻土、颜料型物质、天然产物（膨润土、铁铝石、多水高岭土）、合成无机骨架物质、活性炭等惰性载体：硅胶、石英、SiC 、α-Al2O3活性载体：铝胶、γorη-Al2O3负载型催化剂10.多相催化剂反应步骤①反应物分子从气流中向催化剂外表面（外扩散）②反应物分子自外表面向孔内扩散（内扩散）；③反应物分子在催化剂内表面上吸附（化学吸附）；④吸附的反应物分子在催化剂表面上相互作用或与气相分子作用进行化学反应；⑤吸附态的反应产物从催化剂内表面脱附（产物的脱附或解吸）；⑥反应产物自孔内扩散至外表面（内扩散）；⑦反应产物自外表面扩散到反应气流中（外扩散）11. 催化剂的作用本质在催化剂的作用下，改变反应途径，降低反应的活化能，提高反应速度；反之亦然12.催化剂作用的主要机理及其发展各类催化机理•酸碱催化；氧化还原；络合催化；分子筛催化；金属催化；合金催化剂催化；金属氧化物和硫化物催化剂开发方向——处与开发前沿的催化过程和催化剂1 未来主要开发领域（1）改进现有的过程——增加收率和选择性，以及在生产过程中节能（2）开发新的过程——借助于新的催化剂，利用其它原料进行生产13. 混合法生产环己酮催化剂不足之处用及其改进方法优点：混合法设备简单，操作方便，产品化学组成稳定，可用于制备高含量的多组分催化剂，尤其是混合氧化物催化剂。

缺点：此法分散性和均匀性显然较低。

但在合适的条件下也可与其它经典方法相比拟，或相接近。

改进方法：为改善这种制法分散性差的弱点，可以加入表面活性剂、分散剂等一起混合，或改善催化剂后处理工艺14.在催化剂生产中，常用的成型助剂常用的成型助剂：润滑剂、粘结剂15.催化剂成型方法选择的依据（1）成形前物料的物理性质；（2）成形后催化剂的物理、化学性质；（3）使用性能如压力降、容积活性、选择性等；（4）包装、运输、储存、装填等需要一定的强度16.环己酮生产工艺（催化剂）及其发展1893 年A.Bayer 采用庚二酸和石灰(庚二酸钙) 干馏首先合成了环己酮。

1943 年德国I. G. Farben 公司建成了苯酚加氢法合成环己酮生产装置。

1960 年德国BASF 公司采用环己烷氧化法建成大型环己酮生产装置, 使环己烷氧化技术得以迅速发展, 并导致聚酰胺纤维的大规模发展。

世界上环己酮工业生产工艺主要有苯酚加氢法、环己烷液相氧化法、环己烯水合法。

目前90 %以上的环己酮是采用环己烷氧化法生产的17环己酮脱氢催化剂的化学组成及其作用主要活性组分①ZnO锌系催化剂是最早用于环己醇脱氢制环己酮的催化剂,②Cu铜系催化剂的主要活性组分是金属态的铜和一价铜，通CuO的还原得到。

但由于它较高的选择性和较低的反应温度,抵消了循环未反应物所消耗的能量，因而成为现在工业上最常用的环己醇脱氢催化剂。

助催化剂助剂主要包括Na 、K、Ba 和Cs 等，加入此类助剂是为了降低催化剂的酸性，抑制环己醇脱水和催化剂的烧结,此外,这类助剂还能增强催化剂的抗水性。

载体①CaCO3CaCO3载体是锌系催化剂的主要载体，显碱性，用来中和ZnO 的酸性，提高环己酮的选择性。

18.催化剂形状对其性能的影响（1）转化率上升、选择性上升；（2）压力降下降；（3）传热效果上升。

19. 浸渍法生产环己酮催化剂的优缺点浸渍法优点①可用成型尺寸的载体，省去催化剂成型的步骤；②可选择合适载体，提供催化剂所需物理结构(如比表面、孔径、机械强度、导热性能等)③负载的活性组分多分布在载体表面，活性组分的利用率高，用量少，成本低。

④可以同时将一种或多种活性组分负载到载体上。

浸渍法不足①浸渍时由于溶质迁移速度不同，且存在竞争吸附，导致活性组分分布不均，有时一次浸渍达不到理想效果，需要多次浸渍；②干燥时，一些活性物质会向外表面移动，降低内表面活性组分浓度，导致活性物质分布不均；③焙烧时，常产生废气，可能会污染环境。

20. 在浸渍法生产环己酮催化剂过程中，干燥操作对活性组分铜分布的影响(1) 浸渍时间在实际生产中，浸渍时间的确定是以实验室工作为依据，考察浸渍时间对载体上活性组分负载量及组分浓度分布来确定，最后以所制催化剂的催化性能来衡量。

随着浸渍时间的延长，附载量增加，而且活性组分在孔内分布逐渐趋于均匀。

适当延长浸渍时间，一般都可以提高活性组分的负载量，对制备均匀的催化剂也有益，比较适于外扩散控制的反应和以贵金属为活性组分的催化剂。

(2) 浸渍温度浸渍温度对浸渍液粘度和浸渍过程中的扩散系数、吸附速度均有一定影响。

升高温度，催化剂活性组分的负载量明显增加，达到吸附平衡所需时间也会缩短。

(3) 浸渍液浓度较稀的浸渍溶液与较长的浸渍时间，有利于活性组分在孔道内的均匀分布。

另外，浓度过大，导致毛细管中形成较大的浓度梯度，扩散阻力会加大。

浸渍液浓度越高，活性组分在载体上的负载量越大。

(4) 浸渍前的载体状态①润湿程度。

由浸渍过程可知，浸渍时溶液需要润湿载体表面，因此一般载体湿浸比干浸容易造成活性组分分布不均，而且由于湿载体可能稀释浸渍液，会降低活性组分的附载量。

但对于吸水量特别大的载体，预先浸湿载体在一定程度上可以提高活性组分分布均匀性②预抽真空。

载体为多孔性物质，会吸附空气中的水蒸汽。

在浸渍前将载体进行抽真空处理，可以提高吸附容量，保证活性组分负载量。

③水蒸汽或化学改性处理。

一些载体在浸渍前常用水蒸汽进行热处理或其它方法进行化学改性处理，可以改善载体的表面结构、晶型结构与表面化学性能(酸性、氧化性等)，以提高吸附组分的催化活性与稳定性。

(5 浸渍顺序浸渍顺序对催化剂的性能影响分为三类：①影响表面结构：适宜的表面结构可使活性组分在表面分散度增加；②影响电子结构：金属之间有电子转移，可以改变d轨道的填满程度；③影响反应：先浸渍的组分首先与载体相互作用，甚至生成某种化合物，其它组分分布在其表面。