【考研英語(yǔ)】 催化劑與催化作用模版課件

1、催化原理新疆大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院2006級(jí)化工專(zhuān)業(yè)研究生講授：陸江銀內(nèi) 容催化及催化作用根底催化劑的外表吸附和孔內(nèi)擴(kuò)散酸堿催化劑及其作用金屬催化劑及其作用過(guò)渡金屬氧硫化物催化劑及其作用絡(luò)合催化劑及其作用催化劑的選擇、制備、使用和再生環(huán)境催化第一章催化劑與催化作用根底工業(yè)催化在現(xiàn)代化學(xué)工業(yè)中的作用現(xiàn)代化學(xué)工業(yè)的許多過(guò)程，都或多或少地與催化劑使用有關(guān)， 90以上的化工產(chǎn)品，是借助催化劑生產(chǎn)出來(lái)的。無(wú)機(jī)化工領(lǐng)域的合成氨、硝酸、硫酸等的生產(chǎn)石油加工領(lǐng)域的催化裂化、催化重整等有機(jī)化工原料中的甲醇、醋酸、丙酮等的生產(chǎn)煤化工中的催化液化與氣化高分子化工中的聚合物材料的生產(chǎn)等藥物、精細(xì)化學(xué)品生產(chǎn)的多數(shù)過(guò)程需催化劑

2、參與；環(huán)境保護(hù)也需借助催化過(guò)程。催化開(kāi)展里程碑19世紀(jì)初多組分熔鐵合成氨催化劑推動(dòng)化學(xué)工業(yè)催化裂化催化劑從白土無(wú)定性硅鋁沸石稀土沸石推動(dòng)煉油工業(yè)技術(shù)革命20世紀(jì)70年代美國(guó)莫比爾石油公司合成HZSM-5分子篩，實(shí)現(xiàn)了“擇形催化開(kāi)發(fā)了一系列石油化工催化新工藝催化及催化劑作用催化及催化劑適合的反響類(lèi)型及范圍 1.熱力學(xué)可行 2.動(dòng)力學(xué)加快催化劑的開(kāi)發(fā)方式 1.理論為附 2.實(shí)驗(yàn)為主是一種技藝工業(yè)催化劑市場(chǎng)工業(yè)催化劑市場(chǎng)主要有三大領(lǐng)域：1煉油催化劑市場(chǎng)(是最大的)；2化學(xué)品生產(chǎn)催化劑市場(chǎng)；3環(huán)保催化劑市場(chǎng)。一些工業(yè)催化劑圖例工業(yè)催化研究前沿領(lǐng)域未來(lái)催化技術(shù)的開(kāi)展，除在現(xiàn)有根底上對(duì)傳統(tǒng)石油化工不斷更新

3、改造外，在根治環(huán)境污染、開(kāi)發(fā)新環(huán)境友好工藝催化技術(shù)將發(fā)揮關(guān)鍵作用。石油資源的短缺，利用天然氣和煤開(kāi)展C1化工是未來(lái)的開(kāi)展趨勢(shì)。利用天然氣生產(chǎn)合成液體燃料、替代液化石油氣和車(chē)用柴油的二甲醚、經(jīng)甲醇合成乙烯和丙烯的MTO及MTP工藝已成為當(dāng)今C1化工研究開(kāi)發(fā)重點(diǎn)，而開(kāi)發(fā)新型高效催化劑是關(guān)鍵。從長(zhǎng)遠(yuǎn)開(kāi)展方向看，生物催化因選擇性高、副反響少、反響條件溫和、設(shè)備簡(jiǎn)單，是持續(xù)開(kāi)展所需要的綠色生產(chǎn)技術(shù)。催化原理課程主要參考書(shū)工業(yè)催化黃仲濤 主編 化學(xué)工業(yè)出版社催化劑與催化作用王貴茹 主編 大連理工大學(xué)出版社催化作用根底第三版甑開(kāi)吉等編 著 科學(xué)出版社 2005年分子篩與多孔材料化學(xué)徐如人 等著 科學(xué)出版社2

4、004年1、催化作用的特征催化劑和催化作用的定義 最早由德國(guó)化學(xué)家認(rèn)為：其可以改變化學(xué)反響速度，而不存在產(chǎn)物中的物質(zhì)。 現(xiàn)代技術(shù)說(shuō)明：許多催化反響活性中間物種都是有催化劑參與反響的，發(fā)生循環(huán)作用。 現(xiàn)代對(duì)催化劑的定義為：催化劑是一種能夠改變一個(gè)化學(xué)反響的反響速度，卻不能改變化學(xué)反響熱力學(xué)平衡位置，本身在化學(xué)反響中不被明顯消耗的物質(zhì)。 催化作用：指催化劑對(duì)化學(xué)反響所產(chǎn)生的作用。催化作用不能改變化學(xué)平衡 平衡常數(shù)Kp的大小取決于產(chǎn)物和反響物的標(biāo)準(zhǔn)自由能之差G和反響溫度T。 G為狀態(tài)函數(shù)，取決于始態(tài)和終態(tài)，與過(guò)程無(wú)關(guān)。催化劑的存在與否不影響G的數(shù)值，即G催化與G非催相等。 下表1為不同催化劑在不改變

5、化學(xué)平衡的實(shí)例。表1 在不同催化劑存在下三聚乙醛解聚德平衡濃度催化劑催化劑含量平衡時(shí)體積增量SO20.028.19SO20.0798.20ZnSO42.78.13HCl0.158.27草酸0.528.27 因此，判斷一個(gè)反響是否需要催化劑，首先要考慮熱力學(xué)上是否允許；假設(shè)是可逆反響，須確定反響平衡常數(shù)的數(shù)值以及與外界參數(shù)的關(guān)系。 注意兩個(gè)問(wèn)題：第一，對(duì)某一催化反響進(jìn)行正反響和逆反響操作條件溫度、壓力、進(jìn)料組成時(shí)往往有較大差異；如反響溫度易引起金屬催化劑晶粒變大、活性降低，高壓會(huì)引起催化劑外表吸附的物種增多，導(dǎo)致活性與選擇性發(fā)生變化。 第二，對(duì)正反響或逆反響所引起的副反響也是值得注意的。如加氫-

6、脫氫反響中，鎳催化劑利益加氫，而不利于脫氫，這是因?yàn)榇诉^(guò)程有積炭副反響發(fā)生，使催化劑迅速失活。思考題 具有加氫功能的催化劑往往對(duì)脫氫反響也有活性。試給予解釋。催化作用通過(guò)改變反響歷程而改變反響速度 催化劑加速化學(xué)反響是通過(guò)改變化學(xué)反響歷程、降低反響活化能而實(shí)現(xiàn)的。以下圖給出N2和H2反響生成NH3的催化反響和非催化反響的能壘變化圖。 N2+3H2=2NH3的催化反響途徑 對(duì)于合成氨反響而言：無(wú)催化劑存在時(shí)，在500oC、常壓條件下，反響活化能高，334 kJ/mol 。此條件下反響速度極慢，竟不能覺(jué)察出氨的生成。 有催化劑存在下，在催化劑外表發(fā)生了如下所示的一系列外表作用過(guò)程，最后生成了氨分子

7、。催化反響的速率控制步驟是氮解離步驟，該步的活化能70 kJ/mol 。 催化劑為反響物分子提供了一條較易進(jìn)行的反響途徑。不同的催化劑的催化反響活化能可能不同。 有些催化劑是通過(guò)改變指前因子加速化學(xué)反響，如玻璃和銠兩種催化劑的反響活化能分別為102.4kJmol-1和104.5kJmol-1，二者接近，但銠的分解速率是玻璃的1萬(wàn)倍催化劑對(duì)加速化學(xué)反響具有選擇性 催化劑并不是對(duì)熱力學(xué)上所有化學(xué)反響都起催化而是特別加速平行反響或串聯(lián)反響中的某一反響，這稱(chēng)為催化劑的選擇性。工業(yè)上利用催化劑具有選擇性，使原料轉(zhuǎn)化為所需要的產(chǎn)品。表2 不同催化劑對(duì)可能進(jìn)行的特定反響的選擇催化作用反應(yīng)物催化劑及反應(yīng)條件產(chǎn)

8、物CO+H2 Rh/Pt/SiO2，573K，7106Pa乙醇CuZnO，ZnCrO，573K，12107Pa甲醇Rh絡(luò)合物，473563K，0.53108Pa乙二醇Cu，Zn，493K，3106Pa二甲醚Ni，473573K，1.0133105Pa甲烷Co，Ni，473K，1.0133105Pa合成汽油2、催化反響和催化劑的分類(lèi)催化反響的分類(lèi)1、按催化反響系統(tǒng)物相的均一性分類(lèi)1均相催化反響：液相，如乙醇與乙酸在濃硫酸作用下生成乙酸乙酯； 氣相，如SO2和O2在催化劑NO作用下生成SO3。2非均相多相催化反響：氣固相，乙烯與O2在負(fù)載Ag的催化劑上反響制乙醛。液固相、氣液相以及氣液固三相催化劑

9、，如乙烯與氧氣在PdCl2-CuCl2水溶液催化劑反響。3酶催化反響：本身是一種膠體，同時(shí)具有均相和非均相的特性。 近年來(lái)，上述的劃分不是絕對(duì)的，出現(xiàn)了以反響區(qū)間的相態(tài)均一性分類(lèi)。 如上述的乙烯制乙醛反響，整體屬于非均相催化反響，但按反響區(qū)屬均相催化反響，因?yàn)橐蚁┡cO2溶于催化劑水溶液才能發(fā)生反響。多相催化反響實(shí)例2、按反響類(lèi)型進(jìn)行劃分 催化劑的作用對(duì)一類(lèi)反響有相似之處，這就可能用一種反響的催化劑來(lái)催化同類(lèi)型的反響，這是開(kāi)發(fā)催化劑的常用方，但是這種分類(lèi)未涉及到催化劑本質(zhì)，不能準(zhǔn)確預(yù)見(jiàn)催化劑。表3 某些重要的反響單元與催化劑反應(yīng)類(lèi)型常用催化劑加氫N(xiāo)i，Pt，Pd，Cu，NiO，MoS2，WS2，

10、Co(CN)63-脫氫Cr2O3， Fe2O3， ZnO， Ni，Pt，Pd氧化V2O5，MoO3，CuO，Co3O4，Ag， Pt，Pd，PdCl2羰基化Co2(CO)8， Ni(CO)4， Fe(CO)5，RhCl2(CO)Pph3聚合CrO3， MoO2，TiCl4-Al(C2H5)3鹵化AlCl3，F(xiàn)eCl3，CuCl2，HgCl2裂解SiO2-Al2O3，SiO2-MgO，分子篩，活性白土水合H2SO4， H3PO4， HgSO4，分子篩，離子交換樹(shù)脂異構(gòu)化H3PO4/硅藻土， AlCl3，BF3， SiO2-Al2O3，分子篩3、按反響機(jī)理來(lái)分1酸堿型催化反響： 認(rèn)為催化劑與反響物

11、分子之間通過(guò)電子對(duì)的授受而配位，或者發(fā)生強(qiáng)烈極化，形成離子型活性中間物種進(jìn)行的催化反響。如烯烴與質(zhì)子酸作用，雙鍵發(fā)生異裂，與質(zhì)子配位形成-碳碳鍵，生成正碳離子： 上式可以看成質(zhì)子轉(zhuǎn)移的結(jié)果，所以又稱(chēng)質(zhì)子型反響、正碳離子反響；假設(shè)與路易斯酸作用也可以生成正碳離子，是通過(guò)形成鍵合物并進(jìn)一步異裂成正碳離子： 2氧化復(fù)原型催化反響 認(rèn)為催化劑與反響物分子間通過(guò)單個(gè)電子轉(zhuǎn)移，形成活性中間物種進(jìn)行催化反響。如在金屬Ni催化劑上加氫，氫分子均裂與鎳原子產(chǎn)生化學(xué)吸附，在化學(xué)吸附過(guò)程中氫原子從鎳原子中得到電子，以負(fù)氫金屬鍵結(jié)合為活性中間物種，可以進(jìn)行進(jìn)一步加氫。 這兩種分類(lèi)方法反映了催化劑與反響物分子所用的實(shí)質(zhì)

12、。但由于催化作用的復(fù)雜性，有些反響難以將兩者反響截然分開(kāi)，如Pt重整反響。 下表4對(duì)不同催化反響機(jī)理進(jìn)行歸納：表4 酸堿型及氧化復(fù)原性催化劑比較比較項(xiàng)目酸堿型催化劑氧化還原性催化劑催化劑與反應(yīng)物之間的作用電子對(duì)的授受或電荷密度的分布發(fā)生變化單個(gè)電子轉(zhuǎn)移反應(yīng)物化學(xué)鍵非均裂或極化均裂活性中間物種自旋飽和的物種（離子型）自旋不飽和的物種（自由基型）催化劑自旋飽和分子或固體物質(zhì)自旋不飽和分子或固體物質(zhì)催化劑舉例酸，堿，鹽，氧化物，分子篩過(guò)渡金屬，過(guò)渡金屬氧（硫）化物或鹽反應(yīng)舉例裂解，水合，酯化，烷基化，歧化加氫，脫氫，氧化，氨氧化催化劑的分類(lèi)1、按元素周期律分類(lèi) 主族元素：多以化合物形式存在，如氧化物

13、、氫氧化物、鹵化物等易形成離子鍵用作酸堿催化劑。但第主族局部元素，如銦、錫、銻、和鉍氧化物也常用作氧化復(fù)原型催化劑。 副族元素：無(wú)論是金屬單質(zhì)還是化合物，由于易失電子主要用作氧化復(fù)原型催化劑，特別是第過(guò)渡金屬元素和他的化合物是最主要的催化劑。但副族一些氧化物、鹵化物和鹽也可以用作酸堿催化劑，如Cr2O3、NiSO4、ZnCl2和FeCl3等。2、按固體催化劑的導(dǎo)電性及化學(xué)形態(tài)分類(lèi) 按固體催化劑的導(dǎo)電性及化學(xué)形態(tài)可分為：導(dǎo)體、半導(dǎo)體、絕緣體，如下表5所示：表5按固體催化劑的導(dǎo)電性及化學(xué)形態(tài)分類(lèi) 絕緣體指在一般溫度沒(méi)有電子導(dǎo)電，高溫時(shí)具有離子導(dǎo)電性能，這種分類(lèi)有利于認(rèn)識(shí)催化作用的電子因素對(duì)催化作用

14、的影響。類(lèi)別化學(xué)形態(tài)催化劑催化反應(yīng)導(dǎo)體過(guò)渡金屬Fe、Ni、Pd、Pt、Cu加氫、脫氫、氧化、氫解半導(dǎo)體氧(硫)化物V2O5、Cr2O3、MoS2、NiO、ZnO、Bi2O3加氫、脫氫、氧化、氨氧化絕緣體氧化物、鹽Al2O3、TiO2、Na2O、MgO、分子篩、FeCl3、AlPO4脫水、聚合、酯化、異構(gòu)化、裂解、烷基化3、固體催化劑的組成與結(jié)構(gòu)固體催化劑的組成 固體催化劑是工業(yè)上最普遍的，從成分上可分為單組元和多組元催化劑。 單組元指催化劑由單一物質(zhì)組成，如氨氧化制硝酸的鉑網(wǎng)催化劑。此類(lèi)工業(yè)應(yīng)用較少。 多組元指催化劑由多種物質(zhì)組成，根據(jù)這些物質(zhì)在催化劑中的作用可分為：主催化劑、共催化劑、助催化

15、劑和載體。此類(lèi)工業(yè)應(yīng)用較多。1、主催化劑： 又稱(chēng)活性組分，是多元催化劑的主體，不可缺少。如加氫的Ni/Al2O3催化劑，其中Ni為主催化劑，沒(méi)有Ni就不能進(jìn)行加氫反響。另外有些主催化劑有幾種物質(zhì)組成，其功能有所不同，但缺一不可完成反響。如Pt/Al2O3催化劑， Pt、Al2O3均為主催化劑，缺少一種都不能進(jìn)行重整反響，這種催化劑又稱(chēng)為雙多功能催化劑。2、共催化劑： 共催化劑是和主催化劑同時(shí)起催化作用的物質(zhì)，二者缺一不可。如丙烯氨氧化反響所用的MoO3和Bi2O3兩種組分，單獨(dú)使用時(shí)，活性很低，但二者組成共催化劑表現(xiàn)出很高的活性，所以二者互為共催化劑3、助催化劑 助催化劑是參加到催化劑中的少量

16、物質(zhì)，本身沒(méi)有活性或活性很小，但能很好的改善催化劑效能，如催化劑的活性、選擇性極穩(wěn)定性等，根據(jù)其功能可分為以下4種：1結(jié)構(gòu)型助催化劑：增加催化劑活性組分微晶的穩(wěn)定性、延長(zhǎng)催化劑的壽命，如合成氨中Al2O3；有時(shí)可以用來(lái)提高載體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。2調(diào)變型助催化劑：又稱(chēng)電子型助催化劑，可以改變催化劑活性組分的本性，包括結(jié)構(gòu)和化學(xué)特性。如合成氨中K2O可改變鐵的性質(zhì)。3擴(kuò)散型助催化劑：改善催化劑孔結(jié)構(gòu)，改變擴(kuò)散性能，又稱(chēng)致孔劑。礦物油、淀粉、有機(jī)高分子。4毒化型助催化劑：毒化催化劑中一些有害活性組分，消除一些由毒化中心引起的副反響。4、載體 載體是催化劑中主催化劑和助催化劑的分散劑、粘合劑和支撐體，作用歸

17、納如下：1分散作用：是活性組分高度分散，使其處于微米級(jí)或原子級(jí)狀態(tài)。這樣可以提高催化劑活性、貴金屬利用率，如Pt負(fù)載于A(yíng)l2O3載體上，使Pt分散成nm級(jí)粒子。2穩(wěn)定化作用：可以穩(wěn)定活性組分微晶，防止微晶發(fā)生半熔或再結(jié)晶。也能隔離微晶，防止高溫下遷移。3支撐作用：滿(mǎn)足流體力學(xué)要求，也使催化劑具有一定的機(jī)械強(qiáng)度。4傳熱和稀釋作用：導(dǎo)熱好的載體可及時(shí)移去反響熱量，防止溫度過(guò)高。對(duì)于高活性組分可以起到稀釋作用降低單位體積的活性，保證熱平衡。5助催化作用：提高催化劑的活性、選擇性和穩(wěn)定性。同時(shí)可以提供酸堿性質(zhì)。理想的催化劑載體1、具有能適合反響過(guò)程的形狀和大??；2、有足夠的機(jī)械強(qiáng)度，能經(jīng)受反響過(guò)程中機(jī)

18、械或熱的沖擊；有足夠的抗拉強(qiáng)度，以抵抗催化劑使用過(guò)程中逐漸沉積在細(xì)孔里的副反響產(chǎn)物如積碳或污物而引起的破裂作用；3、有足夠的比外表，適宜的孔結(jié)構(gòu)和吸水率，以便在其外表能均勻地負(fù)載活性組分和助催化劑，滿(mǎn)足催化反響的需要；4、有足夠的穩(wěn)定性以抵抗活性組分、反響物及產(chǎn)物的化學(xué)侵蝕，并能經(jīng)受催化劑的再生處理；5、能耐熱，并具有適宜的導(dǎo)熱系數(shù)；6、不含可使催化劑中毒或副反響增加的物質(zhì)7、原料易得，制備方便，在制備載體以及制備成催化劑時(shí)不會(huì)造成環(huán)境污染；8、能與活性組分發(fā)生有益的化學(xué)作用； 9、能阻止催化劑失活；固體催化劑結(jié)構(gòu) 固體催化劑結(jié)構(gòu)與其組成由直接關(guān)系、但組成不是決定結(jié)構(gòu)的為唯一條件，制備方法對(duì)催

19、化劑結(jié)構(gòu)影響往往更明顯。以下圖說(shuō)明了固體催化劑組成與結(jié)構(gòu)的關(guān)系。 制備方法不但影響催化劑的微觀(guān)結(jié)構(gòu)，還影響固體催化劑中各組元的存在狀態(tài)：即分散度、化合價(jià)和物相，這些將直接影響催化劑的催化性能。 1分散度：分為兩類(lèi)：一類(lèi)初級(jí)粒子尺寸為埃級(jí)10-10m；一類(lèi)次級(jí)粒子大小微米級(jí) 10-6m；催化劑是由次級(jí)粒子構(gòu)成毫米級(jí) 10-3m。2化合態(tài)：化合狀態(tài)主要指初級(jí)粒子中的化合狀態(tài)，不同的化合態(tài)以不同催化機(jī)理進(jìn)行催化反響。3物相：物質(zhì)處于不同物相時(shí)，物化性質(zhì)就不同，催化性能也就不同。如氧化鋁就有、等物相。4均勻度：通常希望整個(gè)物系具有均勻的組成。但也有不均一的現(xiàn)象，如合成氨中K的濃度外表高于體相。4、催化

20、劑的反響性能及對(duì)工業(yè)催化劑的要求催化劑的反響性能 催化劑的反響性能是評(píng)價(jià)催化劑好壞的主要指標(biāo) ，它包括催化劑的活性、選擇性和穩(wěn)定性。1、活性 是指催化劑對(duì)反響的加速程度，衡量催化劑效能大小的標(biāo)準(zhǔn)。一般有以下幾種表示方法：1反響速率表示法 對(duì)于反響AP的反響速率有三種表示方法： 三者關(guān)系如下：2反響速度常數(shù)表示法 此法只要求溫度相同，而不要求反響物濃度和催化劑用量相同。在科學(xué)研究中應(yīng)用較多。關(guān)系式為：r=kf(c)或R=kf(p)。3轉(zhuǎn)換率表示法 通常實(shí)驗(yàn)室和工業(yè)采用此法，表示方法如下：CA%=反響物A轉(zhuǎn)化掉的量/流經(jīng)催化劑床層進(jìn)料中反響物A的總量100%。 此外還可用催化反響的活化能上下、一定

21、轉(zhuǎn)化率下所需的溫度的上下比較催化劑的活性大小。2、催化劑的選擇性 催化劑還可以使反響向生成某一特定產(chǎn)物方向進(jìn)行，這就是催化劑的選擇性。表示方法有：1選擇性S%S%=目標(biāo)產(chǎn)物的產(chǎn)率/轉(zhuǎn)化率100% 通常產(chǎn)率、選擇性和轉(zhuǎn)化率關(guān)系如下：產(chǎn)率=選擇性轉(zhuǎn)化率 由于副反響的存在，S%總是小于1。2選擇性因素又稱(chēng)選擇度S=k1/k2 k1、k2是主副反響的表觀(guān)速率常數(shù)，這種方法研究應(yīng)用較多。3、催化劑的穩(wěn)定性 催化劑的穩(wěn)定性指在使用條件下具有穩(wěn)定活性的時(shí)間，時(shí)間越長(zhǎng)，催化劑的催化穩(wěn)定性越好。通常用催化劑壽命表示，其內(nèi)容還包括以下多方面：1化學(xué)穩(wěn)定性：保持化學(xué)組成、化合組態(tài)。2耐熱穩(wěn)定性：在一定溫度范圍內(nèi)不發(fā)

22、生燒結(jié)、微晶長(zhǎng)大和晶相變化。3抗毒穩(wěn)定性：能夠不應(yīng)原料中的雜質(zhì)或毒性副產(chǎn)物而中毒失活。4機(jī)械穩(wěn)定性：具有抗磨擦、沖擊、重壓及溫度突變而不發(fā)生粉碎破裂，床層阻力升高等等。思考題在催化劑活性逐步衰減的情況下，假設(shè)以反響速率來(lái)比較催化劑的活性，還應(yīng)該附加什么樣的條件？對(duì)工業(yè)催化劑的要求1. 活性2. 選擇性3.穩(wěn)定性與使用壽命4.外形5.抗壓碎強(qiáng)度6.導(dǎo)熱性與比熱7.再生性能8.可重復(fù)性工業(yè)催化劑活性隨時(shí)間變化曲線(xiàn)圖工業(yè)催化劑的壽命催化劑幾個(gè)重要的性能指標(biāo) 根據(jù)催化作用、催化劑定義和特性分析知道催化劑有三個(gè)重要指標(biāo)：活性、選擇性和穩(wěn)定性。 工業(yè)生產(chǎn)更多強(qiáng)調(diào)的是原料和能源的充分利用。 改進(jìn)型的研究，一

23、般是追求選擇性，其次是穩(wěn)定性，最后才是活性。 新催化劑及工藝的研究，那么先追求高活性、高選擇性，最后才是穩(wěn)定性。 5、多相催化反響步驟多相催化反響包括五個(gè)連續(xù)的步驟。 (1)反響物分子從氣流中向催化劑外表和孔內(nèi)擴(kuò)散； (2)反響物分子在催化劑外表上吸附； (3)吸附的反響物分子在催化劑外表上相互作用或與氣相分子作用進(jìn)行化學(xué)反響；(4)反響產(chǎn)物自催化劑內(nèi)外表脫附；(5)反響產(chǎn)物離開(kāi)催化劑外表向催化劑周?chē)慕橘|(zhì)擴(kuò)散。擴(kuò)散的三種類(lèi)型 容積擴(kuò)散：在孔徑大于100 nm的大孔中的擴(kuò)散多為容積擴(kuò)散，又稱(chēng)為分子間擴(kuò)散。 努森擴(kuò)散：在孔徑為中的擴(kuò)散，分子與催化劑孔壁的碰撞，孔道的平均直徑小于分子的平均自由程。 構(gòu)型擴(kuò)散：孔徑小于1.5nm 的微孔中的擴(kuò)散，孔的尺度與分子大小處于同一數(shù)量級(jí)。如分子篩孔道內(nèi)的擴(kuò)散就屬于此類(lèi)型。1、外擴(kuò)散 從流體層經(jīng)過(guò)滯流層向催化劑外表的擴(kuò)散，或其反向的擴(kuò)散。流體與催化劑顆粒之間的物質(zhì)傳遞 外擴(kuò)散速率的大小及影響因素：流體的流速、催化劑顆粒、介質(zhì)的密度、黏度等有關(guān)。外擴(kuò)散阻滯效應(yīng)的識(shí)別 當(dāng)外擴(kuò)散成為速控步驟時(shí)，會(huì)產(chǎn)生現(xiàn)象氣流線(xiàn)速度的增加，反響物轉(zhuǎn)化率增加。通過(guò)改變催化劑的裝入量，根據(jù)該量調(diào)整參加的反響物量，以保持物料的空速一致。由于反響物流量加大，氣流線(xiàn)速增加，同時(shí)測(cè)定各對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)化率。假設(shè)轉(zhuǎn)化率不變，那么說(shuō)明外擴(kuò)散阻滯作用不大。隨溫