Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống
1
/ 42 trang
THÔNG TIN TÀI LIỆU
Thông tin cơ bản
Định dạng
Số trang
42
Dung lượng
1,89 MB
Nội dung
XÚC TÁC …và ứng dụng Đôi chút lịch sử … Từ 100 năm trước Phẩm nhuộm Antraquinon + acid sulfuric acid sulfonic Hg Rượu Etylen + H2O Đất sét Xúc tác ? Chất xúc tác : • tham gia vào phản ứng • làm thay đổi tốc độ phản ứng • mặt sản phẩm • giữ nguyên lượng Xúc tác dương, xúc tác âm Đặc điểm xúc tác Không gây nên phản ứng Thúc đẩy phản ứng nhanh đạt cân 2SO2 +O2 ⇄ 2SO3 Xúc tác : V2O5, K2Cr2O7 Xúc tác làm giảm lượng hoạt hóa E E E T • Không xúc tác T ∙ Có xúc tác Xúc tác có tính chọn lọc Toluen CO2+H2O Zeolit CH3OH Etylen Ag Pt Zeolit Oxyt etylen Ag PdCl2,CuCl2 CH3CHO Nhiên liệu HCHO CH3COOH Phân loại xúc tác Xúc tác đồng thể Khí :CH4 + O2 Lỏng: H2O2 H2O+1/2O2 →HCHO NO → Fe 2+ Xúc tác dị thể: anken + H2 = ankan Xúc tác vi dị thể Xúc tác dạng keo Xúc tác men (enzym) Phân hủy protein Phân hủy urea Chuyển hóa tinh bột Enzym Catalase phân hủy H2O2 Xúc tác Fischer-Tropsch Chế tạo nhiên liệu từ CO, H2 Xúc tác phức với kim loại kiềm, kim loại chuyển tiếp… Cơ chế phản ứng Tổng hợp NH3 • Xúc tác Fe3O4 + K2O + Al2O3 + CaO • T= 450oC • P= 100-300 bar • Sản xuất 140 triệuT/năm Sản xuất HNO3 Sản lượng 60 triệuT/năm: Làm phân đạm Chế tạo thuốc nổ ⇄ 4NO +6H2O (Pt /Rh) 2NO+ O2 ⇄ 2NO2 2NO2 ⇄ N2O4 3N2O4 + 2H2O ⇄ 4HNO3 + 2NO 4NH3+ 5O2 Sản xuất H2SO4 Sản lượng 140 triệu T/năm T=700K Xúc tác V2O5 dạng viên trụ Chế tạo magarin Hydro hóa acid béo chưa no Đi từ dầu cọ, hướng dương, đậu nành… Xúc tác Ni/SiO2 – Nhiệt độ 430K Công nghệ chế biến dầu khí Phân Khí đoạn Tsôi (oC) Napta Kerosin Gasoil Gasoil nặng Cặn < 40 25–175 150–260 235–360 330–380 > 370 Công LPG SX dầu Xăng Dầu dụng bán máy bay Diesel Nguyên liệu cracking Nhớt, bitum Xăng dầu động Chất 2,2,4trimethylpentan Xăng đặc biệt 2-methylbutan pentan heptan Chỉ số octan Tự kích nổ 100 Rất thấp 97 93 62 Thấp Thấp Cao Rất cao Alkan có số octan cao khi: Càng phân nhánh Mạch ngắn Đồng phân hóa Zeolit A Tinh thể zeolit pentane ⇄ 2-methylbutane Chỉ số octan Xúc tác : 62 : platin /-Al2O3 Tách sản phẩm rây phân tử zeolit 93 Reforming Hexanchỉ số octan 25 Cyclohexan 83 Benzen 106 Xúc tác : platin /-Al2O3 Cracking xúc tác Cracking xúc tác Zeolit Y Xúc tác bảo vệ môi trường • • Hypochlorite Decomposition Catalysis, HYDECAT 2NaOCl 2NaCl + O2 Xúc tác : oxyt nicken CFC (clorofluorocarbon) phá hủy tầng ozon • • • CF3Cl + h CF3 + Cl Cl + O3 ClO + O2 ClO + O Cl + O2 Phản ứng dây chuyền Cl xúc tác qt phá hủy Xúc tác quang hóa Lớp TiO2 hấp thụ xạ Tạo lỗ trống (h+) è bề mặt Lỗ trống (h+) è kết hợp với H2O O2 môi trường Tạo gốc OH O2 bề mặt Phân hủy chất hữu [...]... · Al2O3 · 2SiO2 · 4.5 H2O Þ Þ Sự đầu độc xúc tác • Tâm xúc tác bị che phủ, mất hoạt tính - Tạm thời - Vĩnh viễn Tái sinh xúc tác Xúc tác bị đầu độc • Xúc tác bị nhiễm bẩn Fe Điều chế xúc tác Dùng hóa chất tinh khiết Tổng hợp bên ngoài Điều chế ngay trong thiết bị phản ứng Tổng hợp xúc tác rắn Khuấy trộn Tạo mầm Kết tinh Lọc rửa Sấy nung Đặc trưng xúc tác Máy tia X Xác định bề mặt Phân... tử ngoại * kính hiển vi điện tử Một số xúc tác Feldspar VPI-5 Phillipsite zeolite Một số xúc tác rắn MCM-41 P-xylen ZSM-5 Phân tử nhỏ/ZSM-5 ZSM-5 mordenite Xúc tác công nghiệp Tổng hợp CH3OH • • Đi từ CO, CO2, H2 Xúc tác Cu + ZnO + Al2O3 • • • Hiệu suất > 99% o T = 250 – 300 C Nhu cầu 15 triệu tấn/năm Xúc tác Fischer-Tropsch Chế tạo nhiên liệu từ CO, H2 Xúc tác phức với kim loại kiềm, kim loại chuyển...Có phải tất cả các chất đều là chất xúc tác không? Ái lực đặc biệt xúc tác - tác chất Khả năng hướng phản ứng theo con đường khác Xúc tác kim loại • • Kim loại, oxyt ….cấu trúc không lý tưởng tạo khuyết tật Pt, Pd, Ni, ZnO, CuO… Xúc tác bán dẫn Chất dẫn: có è tự do Chất cách điện : không có è tự do Chất bán dẫn: * T thường:... +H2 C2H6 • Dehydro hóa cyclohexan C6H12 C6H6 +3H2 Xúc tác không dẫn điện Acid:HCl, CH3COOH NH4+, HSO4-… Baz: OH-, CH3COO-, NH3, SO42- … Muối vô cơ : carbonat, sulfat, halogenua,… Chất rắn không tan: alumin, zeolit, Vật liệu xốp Xúc tác phức Có cấu tạo cồng kềnh Có liên kết C – M Xúc tác men titanocene metallocene Các phản ứng xúc tác Hydrat hóa etylen C2H4 + H2OC2H5OH Dehydrat... chuyển tiếp… Cơ chế phản ứng Tổng hợp NH3 • Xúc tác Fe3O4 + K2O + Al2O3 + CaO • T= 450oC • P= 100-300 bar • Sản xuất 140 triệuT/năm Sản xuất HNO3 Sản lượng 60 triệuT/năm: Làm phân đạm Chế tạo thuốc nổ ⇄ 4NO +6H2O (Pt /Rh) 2NO+ O2 ⇄ 2NO2 2NO2 ⇄ N2O4 3N2O4 + 2H2O ⇄ 4HNO3 + 2NO 4NH3+ 5O2 Sản xuất H2SO4 Sản lượng 140 triệu T/năm T=700K Xúc tác V2O5 dạng viên trụ Chế tạo magarin ... thấp 97 93 62 0 Thấp Thấp Cao Rất cao Alkan có chỉ số octan càng cao khi: Càng phân nhánh Mạch càng ngắn Đồng phân hóa Zeolit A Tinh thể zeolit pentane ⇄ 2-methylbutane Chỉ số octan Xúc tác : 62 : platin /-Al2O3 Tách sản phẩm bằng rây phân tử zeolit 93 ... 2H2O ⇄ 4HNO3 + 2NO 4NH3+ 5O2 Sản xuất H2SO4 Sản lượng 140 triệu T/năm T=700K Xúc tác V2O5 dạng viên trụ Chế tạo magarin Hydro hóa các acid béo chưa no Đi từ dầu cọ, hướng dương, đậu nành… Xúc tác Ni/SiO2 – Nhiệt độ 430K Công nghệ chế biến dầu khí Phân Khí đoạn Tsôi (oC) Napta Kerosin Gasoil Gasoil nặng Cặn < 40 25–175 150–260 235–360 330–380 > 370 Công LPG SX dầu Xăng Dầu dụng bán máy bay ... CH3COOH Phân loại xúc tác Xúc tác đồng thể Khí :CH4 + O2 Lỏng: H2O2 H2O+1/2O2 →HCHO NO → Fe 2+ Xúc tác dị thể: anken + H2 = ankan Xúc tác vi dị thể Xúc tác dạng keo Xúc tác men (enzym)... 4.5 H2O Þ Þ Sự đầu độc xúc tác • Tâm xúc tác bị che phủ, hoạt tính - Tạm thời - Vĩnh viễn Tái sinh xúc tác Xúc tác bị đầu độc • Xúc tác bị nhiễm bẩn Fe Điều chế xúc tác Dùng hóa chất tinh... Etylen + H2O Đất sét Xúc tác ? Chất xúc tác : • tham gia vào phản ứng • làm thay đổi tốc độ phản ứng • mặt sản phẩm • giữ nguyên lượng Xúc tác dương, xúc tác âm Đặc điểm xúc tác Không gây