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有机催化剂的应用及发展 吴连祥

有机催化剂的应用及发展 吴连祥
有机催化剂的应用及发展 吴连祥

催化化学综述

综述题目:有机催化剂的应用及发展

学院:化学与化工学院_

专业:化学_

班级:_化学10a班__

学号:_1008110266__

学生姓名:__吴连祥___

2013年 6月16日

有机催化剂的应用及发展

前言

在化学反应里能改变其他物质的化学反应速率(既能提高也能降低),而本身的质量和化学性质在化学反应前后都没有发生改变的物质叫催化剂(也叫触媒),在现代有机合成化学及化工中有着举足轻重的地位。现代化学工业产品的85%都是通过催化过程生产的,每种新催化剂的发现及催化工艺的研制成功,都会引起化学工业的重大革新。有机催化剂作为其中非常重要的一种,和我们生活的各个方面都有着联系,其发展历史也是几经波折,最终也取得了不错的成果。有机催化剂主要分为金属有机催化剂和非金属有机催化剂,其在社会生产中具有重要作用。

1.非金属有机催化剂

金属有机催化剂相反,非金属有机催化剂是指具备催化剂基本特征的一类不包含金属离子配位的低分子量有机化合物.此类非金属有机催化剂不同于通常的单纯以质子酸中心起主导作用的有机羧酸类、苯磺酸类有机催化剂,它是通过分子中所含的N,P等富电子中心与反应物通过化学键或范德华力形成活化中间体,同时利用本身的结构因素来控制产物的立体选择性。

1.1、非金属有机催化剂的种类

1、有机胺类:脯氨酸、咪唑啉酮类、金鸡纳碱类、Ⅳ杂环卡宾类、二酮哌嗪类、胍类、脲及硫脲类等;

2 、有机膦类:三烷基膦类、三芳基膦类等;

3 、手性醇类质子催化剂:如TADDOL类催化剂。

非金属有机催化剂和金属有机催化剂以及生物有机催化剂有着非常密切的联系,有的非金属有机催化剂例如叔膦本身又是金属有机催化剂很好的配体,还有些非金属有机催化剂显示出类似于酶的特性和催化机理.大量的研究发现大多数非金属催化剂有较高的催化活性,尤其是应用在不对称合成中,经其催化的反应大都有很好的收率和对映选择性,并且具有毒性低、价格低廉、容易制备、稳定性好、易于高分子固载等一系列优点,所以越来越受到各国化学家的重视。

1.2、非金属有机催化剂的应用

1.2.1.松香酯化催化剂

松香是自然界极其丰富的一种天然树脂 ,分为脂松香、浮油松香和木松香三种 ,松香具有防腐、防潮、绝缘、粘合、乳化、软化等特性 ,广泛应用于食品工业、胶粘剂工业、电子工业、医药和农药等 ,但松香性脆、易氧化、酸值较高、热稳定性差等缺点严重妨碍了它的应用。研究发现可以通过对松香进行化学改性 ,人为地赋予它各种优良性能 ,使其得到更广泛的应用。松香化学反应主要在枞酸型树脂酸分子的两个活性基团——羧基和共扼双键上进行。它的主要反应有:异构、加成、氢化、歧化、聚合、氨解、酯化、还原、成盐反应和氧化反应。松香的氢化和酯化是其中最主要的改性手段。

松香对氧化的不稳定性及其相应的黄化趋势主要与枞酸型树脂酸的共轭双键体系有关。采用催化加氢的方法使松香内枞酸型树脂酸的共轭双键部分或全部被氢气饱和而趋于稳定。氢化松香具有较高的抗氧化性能 ,在空气和光照下不被氧化和不变色 ,无结晶趋势 ,脆性小 ,粘结性强 ,能长期保持弹性和色浅等优点 ,因而广泛应用于胶粘剂、合成橡胶、涂料、油墨、造纸、电子、食品等行业。对松香进行加氢改性是松香改性的主要途径之一。

1.2.2.Dicls-Alder反应

通常,环加成反应都涉及到活化中间体的价电子重组.在热或光的作用下激发反应分子来提供反应所需的能量,一般不涉及其他试剂.然而,如果反应物或产物分子含有对光和热敏感的基团,或者存在反应物与产物难分离等不利因素时,此类反应便不能得到充分的应用.

1989年,Riant和Kagan[14]报道了第一例碱(Prolinol,18)催化的对映选择性Diels2Alder反应.研究发现在Prolinol催化下蒽酮和N2甲基顺丁烯二酰亚胺的Diels2Alder反应给出了极高的收率,但只有中等水平的对映选择性(Eq.8).文中提出了双功能机理,即催化剂中N的孤电子对促使蒽酮形成烯醇化物有利于和缺电子亲双烯体的反应,同时催化剂中的羟基和亲双烯体N2甲基顺丁烯二酰亚胺形成氢键起到控制对映选择性的作用.

1.2.3.亚胺的氢氰化

氰化氢对亚胺的不对称加成是一个非常有用的反应,用此反应的产物进行水解便可以很容易得到具有光学活性的氨基酸.Lipton小组发现使用手性催化剂二酮哌嗪催化苯甲醛亚胺的氢氰化时,并未发现有不对称产物的生成.据推测可能是因为苯甲醛亚胺中的N原子有足够的碱性因而导致在氢氰化的过程中催化剂中的咪唑侧链不能促进质子的转移,把上述催化剂中的咪唑部分换作胍基后则有了突破性的进展.在一25℃条件下,催化量的(2 mo1%)就可以使N-二苯甲基亚胺的氢氰化产物α氨基腈有非常高的收率和对映选择性。

2、金属有机催化剂

金属有机化学是当代化学的前沿领域之一,它的发展最为活跃、最为迅速和最有生命力。第一个金属有机化合物Zeise盐K[C2H4PtCl3]发现于1817年,之后人们对主族

元素,特别是有机锂、有机镁、有机锌和人机铝化合物的合成与应用进行了初步的研究。

金属有机化合物又称有机金属化合物(metallo-organic-compound),是指烷基(包括甲基、乙基、丙基、丁基等)和芳香基(苯基等)的烃基与金属原子结合形成的化合物,以及碳元素与金属原子直接结合的物质之总称,是一类至少含有一个金属-碳(σ和∏)键的化合物。

金属有机化学与催化科学紧密相关,它的发展不公提供了一系列的高活性和高选择性的新型催化剂,而且为在公子水平上研究现代催化理论提供了科学依据。也就逐步形成了今天的金属有机催化化学,所以金属有机化学与催化的前景都是一片光明。

2.1金属催化剂的应用

2.1.1Ziegler—Natta(齐格勒-纳塔)催化剂

目前世界生产聚丙烯的绝大多数催化剂仍是基于Ziegler—Natta催化体系,即TiCl4 沉积于高比表面和结合Lewis碱的MgCl4结晶载体上(有的是以SiO2,作MgCI,的载体),助催化剂是烷基铝;催化剂的特点是高活性、高立构规整性、长寿命和产品结构的定制。自20世纪90年代以来,美国、日本和西欧等的主要PP生产商将大部分研究工作集中于该类催化剂体系的改进上。

高活性/高立构规整性(HY/HS)载体催化剂是现代聚丙烯生产工艺的基础,也是目前聚丙烯生产工艺,如Spheripol、Hypol、Unipol、Innovene、Borstar、Novolen等工艺的核心。白20世纪90年代以来,美国、西欧和日本主要的聚丙烯生产将大部分研究工作集中于该类催化剂体系的改进上。

2000年前一直是世界上最大聚丙烯生产商的Montell公司,主要开发力量仍集中在Ziegler—Natta的HY/HS系列催化剂的改进上,以确保其Spheripol工艺的领先地位。它通常在市场上销售10个牌号的Spheripol载体催化剂,基本上都属于Ziegler—Natta 型HY/HS催化剂;该公司在采用邻苯二甲酸酯作为给电子体的第四代催化剂的基础上,又开发了乙二醚作为给电子体的第五代新型Z—N催化剂,催化活性高达90kg/g,在较高温度和较高压力下,用新催化剂可使聚丙烯抗冲共聚物中的聚丙烯段有较高的等规度,提高了结晶度,即使熔体流动指数很高时,聚丙烯的刚性也很好,非常适合用作生产洗衣机内桶的专用料。目前,该公司正在开发一系列基于其专利的二醚类给电子体新催化剂,据称催化剂活性超过100 kg/g,聚合物等规指数大于99%。用这类催化剂生产的产品具有窄的分子量分布,适用于纺粘和熔喷纤维,并可与新的茂金属催化剂相竞争。此外,它还具有极好的氢调敏感性,可控制反应器中PP的分子量。在其中试装置上,巴塞尔公司还在研究将Z—N催化剂与茂金属催化剂相结合的技术。

2.1.2 茂有机金属催化剂

茂金属催化剂由过渡金属锆、钛或铪与一个或几个环戊二烯基或取代环戊二烯基,或与含环戊二烯环的多环化结构(如茚基、芴基)及其它原子或基团形成的有机金属络合物和助催化剂(某些情况下,还需要载体)等组成。

与传统zie91er—Natta催化剂相比,高活性、单一活性中心以及可实现乙烯与位阻较大的烯烃、含极性基团的烯烃问的共聚等是茂金属催化剂最为显著的特征。高活性带来了聚合物中灰分含量低、聚合物透明度高等特点;单一活性中心使得茂金属聚烯烃树脂具有均匀的组成分布(具体体现在相对分子质量分布较窄)及均匀的共聚单体分布,并可获得立体规整性聚合物(如问规聚丙烯(sPP)、间规聚乙烯(sPs))等特点。因此,用茂金属催化剂制备的聚乙烯(mPE)具有高强度、高透明度、耐穿刺性好、低温热封性好、可萃取物含量低等特点。

我国的茂金属催化剂研究始于20世纪80年代中后期,比国外起步晚了10年。目前,我国从事茂金属催化剂研究的单位有十几家,以高等院校和科研院所居多,介入这一领域的单位有:中国石化北京化工研究院、中国石油兰州石化研究院、中国石化石油化工科学研究院、中国科学院化学研究所、长春应用化学研究所、吉林大学、大连理工大学、中国石化上海石油化工研究院、中国科学院上海有机化学研究所、华东理工大学、复旦大学、浙江大学、中山大学、中国科学院兰州化学物理研究所。研究方向主要集中在mPE、茂金属间规聚丙烯、茂金属乙丙弹性体、茂金属间规聚苯乙烯等方面。

2.1.3有机镍催化剂

油酸镍为油溶性催化剂,必变油酸镍催化剂的量,在240℃,2MPa下反应24h,测定反应前后油样粘度,计算降粘率,可知,催化剂的加入量不同,降粘效果不同,在没有催化剂作用时,稠油降粘率为36.4%,这是因为240℃时稠油发生热裂解反应,从而大大降低了稠油的粘度。随着催化剂的量为稠油质量的0.2%时,稠油降粘率下降,这可能是随着催化剂加入量增加,部分镍在高温下与胶质、沥青质中的分子缔合,形成大分子物质,从而降低了粘率。

3有机催化剂的发展

随着工农业技术的发展与进步, 催化剂在生产技术中的地位显得越来越重要。从普通的石油化工产品生产发展到氢燃料生产, 催化剂对整个工业以至于全社会的发展起着革命性的作用。其使用的范围远远超过了石油化工领域, 包括能源、环境保护、水处理、医药、食品、矿业、生物工程、安全工程、新材料等等领域的生产都与催化剂息息相关。从催化剂的制备研究动态看,从单相到多相、从无机到生物催化酶、从简单制备工艺到结构设计与结构分析等, 催化剂的研究应用呈多样化方向发展, 出现了许多以

前没有的新思路、新方法、新技术与新发现。

4结论

有机合成在现代工业生产中有着举足轻重的地位,现在已经发展起来的金属有机催化剂、非金属有机催化剂、微粒有机催化剂有各自的优点,但又有各自的缺点,如何综合所有有机催化剂的优点,避免其缺点,称为今后发展的主要方向。而且,在今后的研究中,在不对称合成中有机催化剂的合成研究比较重要。

目前的大部分有机催化反应对反应底物依赖性比较大,底物结构稍一改变就有可能导致产率和对映选择性的大大下降,如何使催化剂更具有普遍适用性,提高基团的兼容性,提高催化选择性(包括化学选择性、区域选择性、立体选择性),仍然是面临的挑战性问题.与金属催化相比,有机催化剂通常用量比较大,反应时间较长,而以离子液体为溶剂、将催化剂固载化等手段有利于提高催化剂的活性和催化剂回收使用率;总之如何降低催化剂的用量,提高催化剂的效率,仍然有巨大的发展空间.随着量化计算对结构与性能关系的介入和催化反应机理研究的深入,新的高效和高对映选择性的有机催化剂将不断涌现,有机小分子催化的有机合成必将为资源的合理利用、生态环境的保护和人类的生命健康提供又一强有力的工具。

参考文献

[1]史晓杰,蒋丽红,缪应菊,张思华,王亚明.松香改性催化剂的研究进展[J].化工科技,2008.16(2);65-68.

[2]江焕峰,王玉刚,刘海灵,刘鹏.非金属有机催化剂及其在有机化学反应中的应用[J].有机化学,2001,第24卷,第12期.

[3]赵旭涛,朱博超.茂金属及非茂有机金属催化剂的发展现状及建议[J].石油化工,2005.第34卷增刊.

[4]韩梅,李清彪,景萍,孙道华,方维平.有机镍催化剂对稠油的降粘作用[J].化学反应工程与工艺.2007.4第23卷第2期

[5]李酽,催化剂研究应用的新成果[J].材料导报.2004.4第18卷第4期.

致谢

在x老师的带领下,经过一个学期的学习,我们了解了催化剂的巨大作用,同时也给我们增加了丰富的知识。一个学期的课程马上要结束了,在此谢谢x师的教导。

计算机应用基础答案

专业课作业 1.一般认为,世界上第一台电子数字计算机诞生于________。 A.1946年 2.当前的计算机一般被认为是第四代计算机,它所采用的逻辑元件是_______。 C.大规模集成电路 3、下列关于世界上第一台电子计算机ENIAC的叙述中,错误的是_______。 D.确定使用高级语言进行程序设计 4、目前,微型计算机中广泛采用的电子元器件是________。 D.大规模和超大规模集成电路 5、早期的计算机体积大、耗电多、速度慢,其主要原因是制约于_______。 D.元器件一一早期的计算机元器件是电子管,其体积大、耗电多。 6、计算机可分为数字计算机、模拟计算机和数模A合计算机,这种分类是依据________。 B.处理数据的方式-一有两种:处理数字的和处理模拟数据的(声音属于模拟数据) 7、电子计算机按规模和处理能力划分,可以分为_________。 C.巨型计算机、中小型计算机和微型计算机 8、个人计算机简称PC机,这种计算机属于________。 A.微型计算机 9、计算机的主要特点是______。 C.运算速度快、自动控制、可靠性高 10、以下不属于电子数字计算机特点的是________。 B.体积庞大 11、现代计算机之所以能够自动、连续地进行数据处理,主要是因为______。 D.具有存储程序的功能 12、下列各项中,在计算机主要的特点中尤其最重要的工作特点是_______。 A.存储程序与自动控制 13、“使用计算机进行数值运算,可根据需要达到几百万分之一的精确度”,该描述说明计算机具有_______。 C.很高的计算精度 14、“计算机能够进行逻辑判断并根据判断的结果来选择相应的处理”,该描述说明计算机具有_______。 B.逻辑判断能力 15、计算机的通用性使其可以求解不同的算术和逻辑问题,这主要取决于计算机的_______。 A.可编程性 16、当前计算机的应用领域极为广泛,但其应用最早的领域是_______。 B.科学计算 17、计算机当前的应用领域非常广泛,但根据统计其应用最广泛的领域是_______。(请看解析) A.数据处理 18、当前气象预报已广泛采用数值预报方法,这主要涉及计算机应用中的_______。 D.科学计算和数据处理 19、办公室自动化是计算机的一大应用领域,按计算机应用的分类,它属于______。 D.数据处理 20、在工业生产过程中,计算机能够对“控制对象”进行自动控制和自动调节的控制方式,如生产过程化、过程仿真、过程控制等。这属于计算机应用中的________。

日本二氧化钛光催化剂技术的应用现状和前景-可见光下的应用

日本二氧化钛光催化剂技术的应用现状和前景 【新华社东京1999年12月19日电】(记者张可喜)综述:日本二氧化钛光催化剂技术的应用现状和前景 二氧化钛(锐钛矿型二氧化钛),作为一种新的光催化剂,以其神奇的功能,近来在日本备受垂青,应用它制造的种种新产品相继问世,作为一种新的工业技术,正在日本兴起。 偶然发现的神奇功能 最初发现二氧化钛的催化剂效应的是日本的两位学者本多健一和藤岛昭。1969年,东京大学研究生院2年级研究生藤岛昭在导师本多健一副教授的指导下进行一项实验:用二氧化钛和白金作电极,放在水中,用光一照射,即使不通电,也能够把水分解为氧气和氢气。 二氧化钛的这种氧化分解功能被称为“本多—藤岛效应”。但是,随着实验、研究的加深,他们又发现,这种方法生产氢效率太低,难以成为大量生产氢能的技术。于是,这项研究成果就被搁置起来。4年前,藤岛教授有机会同来自东陶公司的客座研究员渡部俊也在另外一个科研项目中进行合作研究氧化钛的功能。一次,在交换意见时,渡部提出:“如果大量生产氢能不行,那么,把它应用在分解微量的有害化学物质方面,如清除厕所便器上的黄色污垢怎么样?” 二氧化钛确有这种功能。它在受到太阳光或荧光灯的紫外线的照射后,内部的电子就会发生激励。其结果,就产生了带负电的电子和带正电的空穴。电子使空气或水中的氧还原,生成双氧水,而空穴则向氧化表面水分子的方向起作用,产生氢氧(羟)基原子团。这些都是活性氧,有着强大的氧化分解能力,从而能够分解、清除附着在氧化钛表面的各种有机物。二氧化钛不仅有强大的氧化分解能力,而且还有自身不分解、几乎可永久性地起作用以及可以利用阳光和荧光灯的光线等优点。 这就是二氧化钛作为光催化剂在工业上得到应用的起点。 极其广泛的用途 目前,日本的企业、大学和政府科研机关都在积极地对二氧化钛的光催化剂功能进行应用开发。它的用途集中在环境保护和卫生医疗等领域。 这一技术首先被应用在高楼大厦、高速公路两旁的隔音墙、街道路灯等装置上。阳光(紫外线)的照射就能够清除积落在上面的尘埃和污染物质,如氧化氮、硫化物、氯化物等,不仅节省用以清扫的人力和财力,而且自然地净化了环境。东陶公司于1998年首先应用二氧化钛光催化剂制成厨房和浴池用瓷砖、汽车的喷涂材料。它的氧化分解功能使瓷砖和车身得以经常保持清洁。 把含有二氧化钛光催化剂的喷涂材料喷涂在公路表面,沾在路面的氧化氮便被分解为硝酸离子,下雨时被雨水冲洗掉,从而消除了氧化氮对环境的污染。“光催化剂公路”目前已经在千叶县进入试验阶段。 还可以把光催化剂涂敷在无纺布、玻璃和陶瓷等上,使之具有防污、脱臭、杀菌等性能。 东京大学尖端科学技术研究中心把非晶质状的二氧化钛光催化剂事先混入氯乙烯等树脂材料中,燃烧时它就会吸附氯等有害物质,落在地面,遇到阳光,

光催化剂的发展前景与突破

光催化剂的发展前景与突破 一、解决人类生存的重大问题 光催化学科是催化化学、光电化学、半导体物理、材料科学和环境科学等多学科交叉的新兴研究领域。光催化剂的研究应用一旦获得突破,将可以使环境和能源这两个二十一世纪人类面临的重大生存问题得以解决。 利用太阳能光催化分解水制氢H2O →H2 + ?O2 彻底解决能源问题利用环境光催化C6H6 + 7 ? O2 → 6 CO2 + 3H2O 彻底解决污染问题光催化以其室温深度反应和可直接利用太阳光作为光源来驱动反应等独特性能而成为一种理想的环境污染治理技术和洁净能源生产技术。 二、光催化研究领域急需解决的重大科技问题 目前以二氧化钛为基础的半导体光催化存在一些关键科学技术难题,使其广泛的工业应用受到极大制约,而这些问题的解决有赖于深入系统的基础研究。 最突出的问题在于: (1)量子效率低(~4%) 难以处理量大且浓度高的废气和废水,难以实现光催化分解水制氢的产业化。 (2)太阳能利用率低 由于TiO2半导体的能带结构(Eg=3.2eV)决定了其只能吸收利用紫外光或太阳光中的紫外线部分(太阳光中紫外辐射仅占~5 %)。 (3)多相光催化反应机理尚不十分明确

以半导体能带理论为基础的光催化理论难以解释许多实验现象,使得改进和开发新型高效光催化剂的研究工作盲目性大。 (4)光催化应用中的技术难题 如在液相反应体系中光催化剂的负载技术和分离回收技术,在气相反应体系中光催化剂的成膜技术及光催化剂活性稳定性问题。 上述关键问题也是目前国内外光催化领域的研究焦点,围绕这些问题开展进一步的研究不仅可望在光催化基础理论方面获得较大的突破,而且有利于促进光催化技术真正能在上述众多领域得到大规模广泛工业应用。 三、光催化领域的最新研究进展 近年来,光催化的基础与应用研究发展非常迅速,特别是在可见光诱导的新型光催化剂的研究、提高光催化过程效率的研究和光催化功能材料的研究等方面都取得了重要进展。 1、可见光诱导的光催化剂研究方面取得重大突破 采用固相合成、过渡金属离子和非金属离子掺杂、金属-有机络合物、表面敏化、半导体复合等多种方法,制备出了一系列新型非二氧化钛系或二氧化钛基可见光光催化材料,这些材料在可见光的照射下,能将H2O分解为H2和O2,或能有效降解空气、水中的有机和无机污染物。 2、为解决多相光催化过程效率偏低的问题,近年从提高催化剂自身的量子效率和改进反应过来程条件两个方面开展了大量的研究工作,取得了重要进展。 采用离子掺杂、半导体复合、纳米晶粒制备、超强酸化等方法,提高光生载流子的分离效率和抑制电子-空穴的重新复合,在一定程度上改善了光催化剂的量子效率。 3、光催化材料超亲水性的发现,开辟了光催化研究和应用的新领域 利用光催化膜的超亲水性和强氧化性等特性,研制开发出一系列光催化功能材料,如光催化自清洁抗雾玻璃、光催化自清洁抗菌陶瓷和光催化环保涂料等。这些功能材料已开始在建筑材料领域应用。与之相应的光催化膜功能材料的基础研究也有大量的文献报道。 4、超分散性及可见光活性实现突破 河南工业大学李道荣教授开发出了超分散性及可见光活性纳米二氧化钛光

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绿色化学催化剂应用 摘要:从有机功能小分子催化、高分子负载催化剂、新型过渡路易酸催化、生物质催化、离子液体和超临界流体为介质的催化来介绍有机合成中的一些绿色反应。 关键字:绿色,有机合成,催化 催化化学 催化化学对人类社会的发展和进步起着深远的影响,80 %以上的传统化工过程都与催化作用有关。近年来随着人类对能源、环境和健康等问题的普遍关注,催化化学的作用和地位进一步获得了新的评价。因此,适当掌握一些关于催化剂及催化过程的知识是非常必要的。催化化学是一门面向化学类专业大学学生的一门学科。其目的主要是使学生了解催化化学的基础知识以及最新发展动向,通过学习,提高学生对化学和化工领域的环境友好的意识,为今后从事研究和开发打下良好的基础。学科内容主要包括:催化作用基础、催化剂的设计、制备和表征以及各种新兴催化技术在绿色化学、生物医药等领域的应用,如纳米技术、超临界流体技术和相转移催化等。 绿色化学 绿色化学的定义:是在化工产品生产过程中,从工艺源头上就运用环保的理念,推行源消减、进行生产过程的优化集成,废物再利用与资源化,从而降低了成本与消耗,减少废弃物的排放和毒性,减少产品全生命周期对环境的不良影响。绿色化工的兴起,使化学工业环境污染的治理由先污染后治理转向从源头上根治环境污染。 绿色化学被称为环境无害化学(Environmentally Benign Chemistry),由此

发展的技术称环境友好技术或洁净技术:即利用化学原理在化学品的设计、生产和应用中消除或减少那些对人类健康、社区安全和生态环境有毒有害物质的使用和生产,设计研究没有或只有尽可能少的环境负作用,在技术上和经济上可行的产品和化学过程。无论属于哪个学科,面对一项有利于人类社会的发展的新理论,都应该树立正确的态度和观念。所以,首先有必要解释清楚这些技术或科学理念的理论来源及前因后果、带来的益处、发展方向、积极意义、发展前景及发展方式等等。 绿色化学的研究内容及其实现方式 1、绿色化学研究的核心内容 绿色化学研究的核心内容是原子经济性这一概念最早是1991年美国Stanford大学的著名有机化学家Trost(为此他曾获得了1998年度的“总统绿色化学挑战奖”的学术奖)提出的,即原料分子中究竟有百分之几的原子转化成了产物。理想的原子经济反应是原料分子中的原子百分之百地转变成产物,不产生副产物或废物,实现废物的“零排放”。他用原子利用率衡量反应的原子经济性,认为高效的有机合成应最大限度地利用原料分子的每一个原子,使之结合到目标分子中。绿色化学的原子经济性的反应有两个显著优点:一是最大限度地利用了原料,二是最大限度地减少了废物的排放。近年来,开发新的原子经济反应已成为绿色化学研究的热点之一。国内外均在开发钛硅分子筛上催化氧化丙烯制环氧丙烷的原子经济新方法。此外,针对钛硅分子筛催化反应体系,开发降低钛硅分子筛合成成本的技术,开发与反应匹配的工艺和反应器仍是今后努力的方向。 BHC工艺是一个典型的原子经济性反应,不但合成简单,原料利用率高,而且无需使用大量溶剂和避免产生大量废物,对环境造成的污染小。Boots工艺肟化法从原料到产物要经过4步反应,每步反应中的底物只有一部分进入产物,所用原料中的原子只有40%进入最后产品中。而BHC工艺只需3步反应即可得到产品布洛芬,其原子经济性达到77%,也就是说新方法可少产废物37%。如果考虑副产物乙酸的回收,BHC 合成布洛芬工艺的原子有效利用率则高达99%。 环氧乙烷的生产,原来是通过氯醇法两步制备,采用银催化剂后,改为乙烯直接氧化成环氧乙烷的原子经济性反应。而合成乙二醇二乙酸酯(EGDA)的经典

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摘要: 均匀、连续、致密分子筛膜的合成和应用受到广泛关注。利用分子筛膜具有的筛分和催化作用,在传统颗粒催化剂或载体表面包覆分子筛膜形成复合型催化剂,可以实现膜基分离和催化过程的耦合,增加反应物选择性,提高目标产物收率。本文综述了近年来在不同类型颗粒催化剂或载体表面合成分子筛膜的制备方法,描述了分子筛膜包覆型复合催化剂用于不同催化反应体系的研究结果。同时,在归纳和总结已有研究成果基础上展望了分子筛膜包覆型催化剂的研究发展趋势。 关键词: 分子筛膜包覆载体膜催化反应器 Coated with molecular sieve membrane preparation and application of the catalyst Abstract:uniform, continuous, the synthesis and application of dense molecular sieve membrane is widely https://www.docsj.com/doc/7f1084067.html,ing molecular sieve membrane is screening and catalysis, in traditional particle catalyst or carrier cladding molecular sieve membrane formation on the surface of composite catalyst, can realize the coupling of membrane separation and catalytic process, increase the selectivity of reactants, improve the target product yield.In recent years was reviewed in this paper in different types of particle catalyst or carrier surface preparation methods of synthesis of molecular sieves membrane, describes the molecular sieve membrane coated type composite catalyst used for the results of different catalytic reaction system.At the same time, on the basis of induction and summary of existing research results discussed coated with molecular sieve membrane research and development trend of catalyst. Keywords:molecular sieve membrane coated carrier membrane catalytic reactor 1引言 分子筛膜具有较高的热稳定性,较好的化学稳定性。耐腐蚀性以及与特种材料的生物相容性,自首次支撑体分子筛膜专利报道至今,沸石分子筛膜的研究及生产已经成为膜科学技术领域的研究热点之一。图1分子筛膜论文和专利发表数量随年份的趋势图。支撑体分子筛膜的使用拓宽了分子筛的应用范围,避免了直接使用分子筛粉末床层带来的高压降及成型时加入粘结剂带来的使用效率降低等问题,使分子筛膜规模化的工业应用成为可能。加上分子筛具有筛分效应,较大的比表面积,可控的客体-吸附质相互作用,使其可用于膜催化和分离。分子筛膜在膜分离、膜催化反应器、化学传感器、电极材料、光电器件、低介电常数材料以及保护层方面均有潜在的应用前景。

计算机的主要应用领域如下

作业一 1、计算机的主要应用领域如下: 1.科学计算(或数值计算) 2.数据处理(或信息处理)数据处理从简单到复杂已经历了三个发 展阶段,它们是:①电子数据处理(Electronic Data Processing,简称EDP),②管理信息系统(Management Information System,简称MIS),③决策支持系统(Decision Support System,简称DSS), 3.辅助技术(或计算机辅助设计与制造)⑴计算机辅助设 计(Computer Aided Design,简称CAD) ⑵计算机辅助制造(Computer Aided Manufacturing,简称CAM)⑶计算机辅助教学(Computer Aided Instruction,简称CAI) 4.过程控制(或实时控制) 5.人工智能(或智能模拟) 6.网络应用。 当前,计算机的发展表现为四种趋向:巨型化、微型化、网络化和智能化。 2、什么是指令:指令由操作码和操作数构成,分别表示何种操作和存储地址。而程序则是:程序是可以连续执行,并能够完成一定任务的一条条指令的集合。它是人与机器之间进行交流的语言。程序主要是原代码文件,有了程序才有软件。 3、操作系统的地位:其他软件的支撑环境 操作系统的作用: 用户角度:用户与计算机硬件系统之间接口 资源管理角度:计算机资源的管理者,处理机管理、存储器管理、I/O设备管理、文件管理 4、(1)标题栏位于窗口的顶部。通常用于显示应用程序或打开文档的名称。(2)控制菜单图标位于窗口的左上角。它的功能包括在一个下拉菜单中。即还原、移动、大小、最小化、最大化和关闭等。 (3)最小化按钮位于标题栏的右端。单击该按钮,可将窗口缩小为任务栏中的一个按钮。 (4)最大化按钮位于标题栏的右端。无论当前窗口多大,用鼠标器单击最大化按

纳米光催化剂研究现状与展望

年月纳米光催化剂研究现状与展望 马成乡 太原学院山西太原030032 摘要:随着水污染环境问题的日益严重,纳米光催化剂的研究也逐渐的开展起来。本文在分析影响纳米光催化剂性能因素的基础上,探讨了纳米光催化剂的研究现状,并对该材料的发展进行了相关探讨。 关键词:纳米光催化剂;影响因素;研究现状 随着我们国家经济的不断发展,生态环境的污染呈现出不断恶化的趋势,各种环境污染事件开始被社会媒体广泛的暴露出来。在种类比较多的环境污染物中,有机物的比例占到了50%以上。其中天然有机物对环境水体的污染比较小,大多数人工有机物对水体环境的污染程度较大。光催化技术与其他治理环境污染的技术相比,并不需要进行二次净化处理,而且这种纳米光催化剂可以循环使用。 一、影响纳米光催化剂的因素研究 影响纳米光催化剂的性能的因素主要体现在以下几个方面:1.催化剂的晶体结构:通常用作光催化剂的TiO 2具有两种晶体结构,分别为锐钦矿型和金红石型。有的研究结构表明,如果在锐钦矿型的晶体上进行金红石型晶体的生产,能够有效的促进锐钦矿型晶体多污染物的吸收。2.纳米催化剂粒径的影响:催化剂粒径的大小对其催化性能具有着比较重要的影响。很多研究结果表明,随着催化剂粒径的降低,光谱能够响应的范围也就越来越广。尤其当光催化剂离子达到纳米级别时,将会具有更高的氧化还原能力。但是随着纳米粒径的进一步减小,光的载流子在表面符合的概率会进一步增加,也就意味着光催化剂性能的下降。3.比表面积的影响:在反应物质比较充足的情况下,表面积越大,催化剂的活性也就越高;另外催化剂表面的活性中心是并不稳定的。 在反应体系与催化剂的反应条件方面主要影响因素表现在以下几个方面:1.反应的温度:一般来说温度对于光子的表面迁移和吸附以及解吸并不会产生比较明显的影响,所以在某种程度上问对对光催化反应的影响比较小。光催化剂在光的作用下进行各类有机物的催化反应过程时,反应速率与温度比较符合阿伦尼乌斯方程的描述。2.溶液PH 值得影响:溶液的PH 值对半导体的能带分布和表面的性质具有较高的影响。徐成杰等人在研究TiO2在降解有机物的过程中发现,当溶液的PH 值为7时,其降解的效率达到最低。3.光强度的影响:当环境中光的强度较低时,降解速率与光照强度程线性关系;中等光照强度,两者呈现平方根线性关系;当进一步增加光照强度时,催化速率的增加并不明显。 二、纳米光催化的掺杂改性以及复合半导体纳米催化剂的研究 当前纳米的光催化性能研究主要集中在TiO 2的光催化剂掺杂改性研究。在很多学者的研究之中,为了进一步减少自由电子与空穴相互复合的概率,可以在二氧化钛中掺杂少量的稀土离子。非金属离子的掺杂可以使得辐射光谱的范围进一步增强,进而可以提高可见光的利用效率。最近十年以来,双组份甚至是多组分掺杂已经成为纳米光催化剂TiO 2改性研究的热点。美国华盛顿大学的S AKATania 等学者采用溶胶凝胶法制备了La-N-TiO 2光催化剂,ES R 实验研究表明,这种经过掺杂改性的催化剂在500-678nm 光源的照耀下,对于乙醛的降解具有优异的效果。 最近几年以来半导体复合光催化剂的研究引起了学者的广泛注意。从本质上来说,半导体复合就是指一种物质粒子对另外一种物质粒子的修饰。目前的研究结果表明复合半导体比单一半导体具有更好的光催化效果。Tang 等人制备了CaIn 2O 4复合半导体,在亚甲基蓝120min 的脱色实验内,其脱色率可以达到96%。T ony 等人研制除了Fe 2O 3-S nO 2、CuO-SnO 2等类型的复合纳米半导体光催化剂。 三、展望 纳米光催化剂对当前环境问题的解决提供了比较合理的方案,但是目前环境中的光催化剂研究还停留在实验室阶段,并没有得到广泛的应用。目前影响纳米光催化性能的因素主要包括了催化剂的晶体结构、比表面积、反应温度、PH 值等因素;其次对纳米光催化的掺杂改性以及复合半导体纳米催化剂的研究现状进行了一定的分析,指出在以后的污水处理方面,应该设计比较简单的工艺组合反应来处理废水中的污染物,使得纳米光催化剂能够真正的从实验室走向社会。 参考文献: [1]GuoX.,Yang J.,Deng Y.et.al Hydrothermal synthesis and photoluminescence of hierarchic al lead tungstate superstructures re f f ects of reaction temperature and surf actanats[J].European Journalof Inorganic Chemistry,2013,2010(11):1736-1742. [2]SeguraPA,Frane oisM,Ga gnonC,etal.Reviewof theoeeurreneeo f anti-inf eetivesin contaminatedwastew atersandnatUr alanddrinkingw a ters[J].EnvironHealthpersP,2012,117(5):675-684. 管理创新 2014129

有机催化剂的应用及发展

催化化学综述 综述题目:有机催化剂的应用及发展 学院:_ 专业:_ 班级:___ 学号:_ 学生姓名:_ 2013年 6月16日

有机催化剂的应用及发展 前言 在化学反应里能改变其他物质的化学反应速率(既能提高也能降低),而本身的质量和化学性质在化学反应前后都没有发生改变的物质叫催化剂(也叫触媒),在现代有机合成化学及化工中有着举足轻重的地位。现代化学工业产品的85%都是通过催化过程生产的,每种新催化剂的发现及催化工艺的研制成功,都会引起化学工业的重大革新。有机催化剂作为其中非常重要的一种,和我们生活的各个方面都有着联系,其发展历史也是几经波折,最终也取得了不错的成果。有机催化剂主要分为金属有机催化剂和非金属有机催化剂,其在社会生产中具有重要作用。

1.非金属有机催化剂 金属有机催化剂相反,非金属有机催化剂是指具备催化剂基本特征的一类不包含金属离子配位的低分子量有机化合物.此类非金属有机催化剂不同于通常的单纯以质子酸中心起主导作用的有机羧酸类、苯磺酸类有机催化剂,它是通过分子中所含的N,P等富电子中心与反应物通过化学键或范德华力形成活化中间体,同时利用本身的结构因素来控制产物的立体选择性。 1.1、非金属有机催化剂的种类 1、有机胺类:脯氨酸、咪唑啉酮类、金鸡纳碱类、Ⅳ杂环卡宾类、二酮哌嗪类、胍类、脲及硫脲类等; 2 、有机膦类:三烷基膦类、三芳基膦类等; 3 、手性醇类质子催化剂:如TADDOL类催化剂。 非金属有机催化剂和金属有机催化剂以及生物有机催化剂有着非常密切的联系,有的非金属有机催化剂例如叔膦本身又是金属有机催化剂很好的配体,还有些非金属有机催化剂显示出类似于酶的特性和催化机理.大量的研究发现大多数非金属催化剂有较高的催化活性,尤其是应用在不对称合成中,经其催化的反应大都有很好的收率和对映选择性,并且具有毒性低、价格低廉、容易制备、稳定性好、易于高分子固载等一系列优点,所以越来越受到各国化学家的重视。 1.2、非金属有机催化剂的应用 1.2.1.松香酯化催化剂 松香是自然界极其丰富的一种天然树脂 ,分为脂松香、浮油松香和木松香三种 ,松香具有防腐、防潮、绝缘、粘合、乳化、软化等特性 ,广泛应用于食品工业、胶粘剂工业、电子工业、医药和农药等 ,但松香性脆、易氧化、酸值较高、热稳定性差等缺点严重妨碍了它的应用。研究发现可以通过对松香进行化学改性 ,人为地赋予它各种优良性能 ,使其得到更广泛的应用。松香化学反应主要在枞酸型树脂酸分子的两个活性基团——羧基和共扼双键上进行。它的主要反应有:异构、加成、氢化、歧化、聚合、氨解、酯化、还原、成盐反应和氧化反应。松香的氢化和酯化是其中最主要的改性手段。

催化剂制备方法大全

催 化 剂 的 制 备 方 法 与 成 型 技 术 总 结 应用化学系1202班 王宏颖 2012080201

催化剂的制备方法与成型技术 一、固体催化剂的组成: 固体催化剂主要有活性组分、助剂和载体三部分组成: 1.活性组分:主催化剂,是催化剂中产生活性的部分,没有它催化剂就不能产生催化作用。 2.助剂:本身没有活性或活性很低,少量助剂加到催化剂中,与活性组分产生作用,从而显著改善催化剂的活性和选择性等。 3.载体:载体主要对催化活性组分起机械承载作用,并增加有效催化反应表面、提供适宜的孔结构;提高催化剂的热稳定性和抗毒能力;减少催化剂用量,降低成本。 目前,国内外研究较多的催化剂载体有:SiO2,Al2O3、玻璃纤维网(布)、空心陶瓷球、有机玻璃、光导纤维、天然粘土、泡沫塑料、树脂、活性炭,Y、β、ZSM-5分子筛,SBA-15、MCM-41、LaP04等系列载体。 二、催化剂传统制备方法 1、浸渍法 (1)过量浸渍法 (2)等量浸渍法(多次浸渍以防止竞争吸附) 2、沉淀法(制氧化物或复合氧化物)(注意加料顺序:正加法或倒加法,沉淀剂 加到盐溶液为正,反之为倒加) (1)单组分沉淀法 (2)多组分共沉淀法 (3)均匀沉淀法(沉淀剂:尿素) (4)超均匀沉淀法 (NH4HCO3和NH4OH组成的缓冲溶液pH=9) (5)浸渍沉淀法 浸渍沉淀法是在浸渍法的基础上辅以均匀沉淀法发展起来的,即在浸渍液中预先配入沉淀剂母体,待浸渍单元操作完成后,加热升温使待沉淀组分沉积在载体表面上。此法,可以用来制备比浸渍法分布更加均匀的金属或金属氧化物负载型催化剂。 (6)导晶沉淀法 本法是借晶化导向剂(晶种)引导非晶型沉淀转化为晶型沉淀的快速有效方法。举例:以廉价易得的水玻璃为原料的高硅酸钠型分子筛,包括丝光沸石、Y型、X型分子筛。 3、共混合法 混合法是将一定比例的各组分配成浆料后成型干燥,再经活化处理即可。如合成气制甲醇用的催化剂就是将氧化锌和氧化铬放在一起混合均匀(适当加入铬

计算机应用基础复习主要知识点

计算机应用基础复习主 要知识点 文稿归稿存档编号:[KKUY-KKIO69-OTM243-OLUI129-G00I-FDQS58-

第一章计算机概述 知识点: 1、计算机发展阶段 1、计算机的发展经历了哪几代各代计算机分别采用什么电子元件 2、计算机的几个主要应用领域。 3、计算机的发展有哪几种趋势请简要阐述。 2、数制:数制间的转换 例如: 1011011.01B转换成十进制的数。 186.25D转换成二进制并表示出来。 分别转换成八进制和十六进制。 3、硬件知识: 计算机硬件组成结构——冯.诺依曼原理 例如:硬件的五大组成部分 存储器——内存的分类及各自的特点、内存与外存的区别 例如:ROM、RAM的名称,特点 4、数据存储单位 例如: 计算机位、字节、字长的含义。 下列单位的换算关系 BIT BYTE KB MB GB TB 第三章操作系统 知识点:

1、操作系统的概念及功能 2、在Windows XP中,关闭窗口的方法有哪些 3、桌面常用图标及其作用。 4、文件名的组成及文件路径 例如:文件路径“E:\Work\Computer\论文.doc”所表示的意思 5、快捷键(复制、粘贴、剪贴、保存)。 6、在桌面创建程序快捷方式的步骤。 7、去掉文件或文件夹的隐藏属性的步骤。 8、windows操作系统中窗口和对话框的区别。 第四章 word 知识点: 1、Word文档有哪几种视图方式 2、在word中插入艺术字的操作步骤。 3、在word中实现上标、下标的操作步骤。 例如:在Word中输入2 a的步骤。 2 4、在word中实现分数输入的操作步骤。 1 例如:怎么样在Word中输入 2 5、利用word软件建立表格的几种方式。 第五章 excel 知识点: 1、EXCEL中,工作簿、工作表、单元格之间有什么关系 2、什么是条件格式如何设置 3、分类汇总的一般步骤。

纳米光催化TIO2的应用领域及现状

自1972 年, a.fujishima和k. honda在n型半导体tio2电极上发现了水的光电催化分解作用之后,国内外的研究人员对tio2产生了深厚的兴趣。tio2氧化活性较高,化学稳定性好,对人体无毒害,成本低,无污染,应用范围广,因而最受重视,是目前应用最广泛的纳米光催化材料,也是最具有开发前途的绿色环保型催化剂。应用领域纳米tio2 能处理多种有毒化合物,包括工业有毒溶剂、化学杀虫剂、木材防腐剂、染料及燃料油等,迄今详细研究过的有机物达100种以上。此外,tio2光催化技术也被用于无机污染物的处理。利用光催化法在柠檬酸根离子存在下,可以使hg2+被还原成hg而沉积在tio2表面;此法同样适用于铅。tio2光催化可能降解的无机污染物还有氰化物,so2、h2s、no和no2等有害气体也能被吸附在tio2表面,在光的作用下转化成无毒无害物质。 1.空气净化当前解决空气污染主要有物理吸附法(活性炭)、臭氧净化法、静电除尘法、负氧离子净化法等,但是这些方法自身都有着难以克服的弊端,所以一直难以大范围地推广使用。与其相比,利用纳米光催化tio2净化空气则有如下优点:降解有机物的最终产物是co2和h2o,没有其它毒副产物出现,不会造成二次污染;纳米微粒的量子尺寸效应导致其吸收光谱的吸收边蓝移,促进半导体催化剂光催化活性的提高;纳米材料比表面积很大,增强了半导体光催化剂吸附有机污染物的能力。利用纳米光催化tio2治理空气污染已经得到广泛应用,国内外都出现了很多产品,例如纳米空气净化器、中央空调净化模块、光触媒涂料等,市场前景非常广阔。 2.水处理传统的水处理方法效率低、成本高、存在二次污染等问题,污水治理一直得不到好的解决。纳米技术的发展和应用很可能彻底解决这一难题。研究表明,纳米tio2能处理多种有毒化合物,可以将水中的烃类、卤代烃、酸、表面活性剂、染料、含氮有机物、有机磷杀虫剂、木材防腐剂和燃料油等很快地完全氧化为co2、h2o等无害物质。此外,纳米tio2在降解毛纺染料废水、有机溴(或磷)杀虫剂等到方面也有一定效果。无机物在tio2表面也具有光化学活性。例如,废水中的cr6+具有较强的致癌作用,在酸性条件下,tio2对cr6+具有明显的光催化还原作用。在ph 值为2.5的体系中,光照1h 后,cr6+被还原为cr3+。还原效率高达85% 。迄今为止,已经发现有3000多种难降解的有机化合物可以在紫外线的照射下通过纳米tio2或zno而迅速降解,特别是当水中有机污染物浓度很高或用其他方法很难降解时,这种技术有着明显的优势。德国开发出了利用阳光和光催化剂对污水进行净化的装置,每小时可净化100-150升水。虽然利用纳米光催化tio2进行水处理目前还未得到广泛应用,但我们可以看出它未来的应用前景必将非常广阔。 3.杀菌消毒纳米tio2的杀菌作用是利用光催化产生的空穴和形成于表面的活性氧类与细菌细胞或细胞内的组成成分进行生化反应,使细菌头单元失活而导致细胞死亡,并且能使细菌死亡后产生的内毒素分解。研究表明:将tio2涂覆在陶瓷、玻璃表面,经室内荧光灯照射1小时后可将其表面99%的大肠杆菌、绿脓杆菌、金黄色葡萄球菌等杀死。目前国外新型无机抗菌剂的开发与抗菌加工技术进展较快,已经形成系列化产品,其中tio2高催化活性纳米抗菌剂是市场前景最好的品种。日本在tio2光催化抗菌材料研究与应用起步较早,日本东陶等多家公司开发的光催化tio2抗菌瓷砖和卫生洁具已经大量投放市场。日本将今后发展的目光投向欧美国际抗菌产品市场,预计海外市场将是其国内市场的10倍,他们也极其关注中国抗菌塑料近年来的迅猛发展,纷纷抢滩中国市场。应用现状在当今世界性的环境污染问题越来越受到各国政府重视的情况下,利用纳米材料进行环境治理已经成为各国高科技竞争中的一个热点。在纳米光催化方面日本、美国等国家均投入巨资开展研究与开发工作,并大力推动其产业化,目前已有多种产品出现,其中所使用的纳米光催化材料绝大多数都是tio2。

光催化材料的研究与进展

光催化材料的研究与进展 洛阳理工学院吴华光B08010319 摘要: 光催化降解污染物是近年来发展起来的一种节能、高效的绿色环保新技术.它在去除空气中有害物质,废水中有机污染物的光催化降解,废水中重金属污染物的降解,饮用水的深度的处理,除臭,杀菌防霉等方面都有重要作用,但是作为新功能材料,它也面临着很多局限性:催化效率不高,催化剂产量不高,有些催化剂中含有有害重金属离子可能存在污染现象。但是我们也应当看到他巨大的发展潜力和市场利用价值,作为处理环境污染的一种方式,它以零二次污染,能源消耗为零,自发进行无需监控等优势必将居于污染控制的鳌头。本文介绍了一些关于光催化研究的制备与发展方向的思考,光催化正在以TiO 2 ,ZnO为主导多种非重金属离子掺杂,趋于多样化的制备方法方向发展。 关键字:光催化催化效率 正文: 光催化(Photocatalysis)是一种在催化剂存在下的光化学反应,是光化学与催化剂的有机结合,因此光和催化剂是光催化的必要条件。“光催化”定义为:通过催化剂对光的吸收而进行的催化反应(a catalytic reaction involving light absorption by a catalyst or a substrate)。氧化钛(TiO 2 )具有稳定的结构、优良的光催化性能及无毒等特点,是近年研究最多的光催化剂, 但是,TiO 2 具有大的禁带宽度,其值为3.2 eV,只能吸收波长A≤387 11111的紫外光,不能有效地利用太阳能,光催化或能量转换效率偏低,使它的应用受到限制。因此,研制新型光催化剂、提高光催化剂的催化活性仍是重要的研究课题]1[。复合掺杂不同半导体,利用不同半导体导带和价带能级的差异分离光生载流子,降低复合几率,提高量子效率,成为提高光催化材料性能的有效方法5]-[2。 与一元氧化物如TiO 2 和ZnO等光催化剂相比,复合氧化物光催化剂,如 ZnO- SnO 2TiO 2 -SnO 2 和WO3- TiO 2 等体系具有吸收波长更长和光催化效率更 高等特点因而成为研究热点. 一、常用的光催化剂的制备方法 (一)水热合成法。 热合成反应是在特制的密封容器中(能够产生一定的压力),以水溶液作为反应介质,通过对反应体系加热或接近其临界温度而产生高压,从而进行材料的合成与制备的一种有效方法。 (二)溶剂热合成法 溶剂热合成技术是在水热法的基础上,以有机溶剂代替水作为介质,采用类似水热合成的原理制备纳米材料,极大的扩展水热法的应用范围。 (三)溶胶-凝胶法

第二章催化剂制备、性能评价及使用技术

第二章催化剂的制备、性能评价及使用技术 1.多相催化剂常用哪些方法来制备?为什么制备固体催化剂都需要经过热处理,其目的是什么? 多相催化剂常用的制备方法有:(1)天然资源的加工,结构不同,含量不同的硅铝酸盐采用不同的方法和条件加工后能适用于某一特定的催化反应;(2)浸渍法,将载体置于含活性组分的溶液中浸泡,达到平衡后将剩余液体除去,再经干燥、煅烧、活化等步骤即得催化剂。此法要求浸渍溶液中所含活性组分溶解度大、结构稳定、受热后分解为稳定的化合物;(3)滚涂法和喷涂法,滚涂法是将活性组分先放在一个可摇动的容器中,再将载体布于其上,经过一段时间的滚动,活性组分逐渐粘附其上,为了提高滚涂效果,有时也添加一定的粘合剂。喷涂法与滚涂法类似,但活性组分不同载体混在一起,而是用喷枪附于载体上;(4)沉淀法,在含金属盐类的水溶液中,加进沉淀剂,以便生成水合氧化物、碳酸盐的结晶或凝胶。将生成的沉淀物分离、洗涤、干燥后,即得催化剂;(5)共混合法:将活性组分与载体机械混合后,碾压至一定程度,再经挤条成型,最后缎烧活化;(6)沥滤法(骨架催化剂的制备方法),将活性组分金属和非活性金属在高温下做成合金,经过粉碎,再用苛性钠来溶解非活性金属即得;(7)离子交换法: 是在载体上金属离子交换而负载的方法, 合成沸石分子筛一般也是先做成Na型,需经离子交换后方显活性;(8) 均相络合催化别的固载化: 将均相催化剂的活性组分移植于载体上, 活性组分多为过渡金属配合物,载体包括无机载体和有机高分子载体。优点是活性组分的分散性好,而且可根据需要改变金属离子的配体。制备各固体催化剂,无论是浸渍法,沉淀法还是共混合法,有的钝态催化剂经过缎烧就可以转变为活泼态,有的还需要进一步活化。 所以,催化剂在制备好以后,往往还要活化;除了干燥外,还都需要较高温度的热处理-煅烧的目的:1)通过热分解除掉易挥发的组分而保留一定的化学组成,使催化剂具有稳定的催化性能。2)借助固态反应使催化剂得到一定的晶型、晶粒大小、孔隙结构和比表面。3)提高催化剂的机械强度。 2.沉淀法制备催化剂的原理是什么?金属盐和沉淀剂的选择原则是什么? 沉淀法制备催化剂的原理是沉淀反应,金属盐一般首选硝酸盐来提供无机催化剂材料所需的阳离子;金、铂、钯等贵金属不溶于硝酸,但可溶于王水。 沉淀剂的选择原则是:(1)尽可能使用易分解并含易挥发成分的沉淀剂;(2)沉淀便于过滤和洗涤;(3)沉淀剂自身的溶解度要足够大;(4)沉淀物的溶解度应很小;(5)沉淀剂必须无毒,不造成环境污染。

有机催化剂的应用及发展

https://www.docsj.com/doc/7f1084067.html,/sundae_meng 催化化学综述 综述题目:有机催化剂的应用及发展 学院:_ 专业:_ 班级:___ 学号:_ 学生姓名:_ 2013年 6月16日

有机催化剂的应用及发展 前言 在化学反应里能改变其他物质的化学反应速率(既能提高也能降低),而本身的质量和化学性质在化学反应前后都没有发生改变的物质叫催化剂(也叫触媒),在现代有机合成化学及化工中有着举足轻重的地位。现代化学工业产品的85%都是通过催化过程生产的,每种新催化剂的发现及催化工艺的研制成功,都会引起化学工业的重大革新。有机催化剂作为其中非常重要的一种,和我们生活的各个方面都有着联系,其发展历史也是几经波折,最终也取得了不错的成果。有机催化剂主要分为金属有机催化剂和非金属有机催化剂,其在社会生产中具有重要作用。

1.非金属有机催化剂 金属有机催化剂相反,非金属有机催化剂是指具备催化剂基本特征的一类不包含金属离子配位的低分子量有机化合物.此类非金属有机催化剂不同于通常的单纯以质子酸中心起主导作用的有机羧酸类、苯磺酸类有机催化剂,它是通过分子中所含的N,P等富电子中心与反应物通过化学键或范德华力形成活化中间体,同时利用本身的结构因素来控制产物的立体选择性。 1.1、非金属有机催化剂的种类 1、有机胺类:脯氨酸、咪唑啉酮类、金鸡纳碱类、Ⅳ杂环卡宾类、二酮哌嗪类、胍类、脲及硫脲类等; 2 、有机膦类:三烷基膦类、三芳基膦类等; 3 、手性醇类质子催化剂:如TADDOL类催化剂。 非金属有机催化剂和金属有机催化剂以及生物有机催化剂有着非常密切的联系,有的非金属有机催化剂例如叔膦本身又是金属有机催化剂很好的配体,还有些非金属有机催化剂显示出类似于酶的特性和催化机理.大量的研究发现大多数非金属催化剂有较高的催化活性,尤其是应用在不对称合成中,经其催化的反应大都有很好的收率和对映选择性,并且具有毒性低、价格低廉、容易制备、稳定性好、易于高分子固载等一系列优点,所以越来越受到各国化学家的重视。 1.2、非金属有机催化剂的应用 1.2.1.松香酯化催化剂 松香是自然界极其丰富的一种天然树脂 ,分为脂松香、浮油松香和木松香三种 ,松香具有防腐、防潮、绝缘、粘合、乳化、软化等特性 ,广泛应用于食品工业、胶粘剂工业、电子工业、医药和农药等 ,但松香性脆、易氧化、酸值较高、热稳定性差等缺点严重妨碍了它的应用。研究发现可以通过对松香进行化学改性 ,人为地赋予它各种优良性能 ,使其得到更广泛的应用。松香化学反应主要在枞酸型树脂酸分子的两个活性基团——羧基和共扼双键上进行。它的主要反应有:异构、加成、氢化、歧化、聚合、氨解、酯化、还原、成盐反应和氧化反应。松香的氢化和酯化是其中

计算机的应用领域

计算机的应用领域 近年来,计算机技术得到了飞跃发展,超级并行计算机技术、高速网络技术、多媒体技术、人工智能技术等相互渗透,改变了人们使用计算机的方式,从而使计算机几乎渗透到人类生产和生活的各个领域,对工业和农业都有极其重要的影响。计算机的应用领域已渗透到社会的各行各业,正在改变着传统的工作、学习和生活方式,推动着社会的发展。计算机的主要应用领域有以下6大方面。 1.科学计算(或数值计算) 科学计算是指利用计算机来完成科学研究和工程技术中提出的数学问题的计算。在现代科学技术工作中,科学计算问题是大量的和复杂的。利用计算机的高速计算、大存储容量和连续运算的能力,可以实现人工无法解决的各种科学计算问题。 例如,建筑设计中为了确定构件尺寸,通过弹性力学导出一系列复杂方程,长期以来由于计算方法跟不上而一直无法求解。而计算机不但能求解这类方程,并且引起弹性理论上的一次突破,出现了有限单元法。 2.数据处理(或信息处理) 数据处理是指对各种数据进行收集、存储、整理、分类、统计、加工、利用、传播等一系列活动的统称。据统计,80%以上的计算机主要用于数据处理,这类工作量大面宽,决定了计算机应用的主导方向。 数据处理从简单到复杂已经历了三个发展阶段,它们是: ①电子数据处理(Electronic Data Processing,简称EDP),它是以文件系统为手段,实现一个部门内的单项管理。 ②管理信息系统(Management Information System,简称MIS),它是以数据库技术为工具,实现一个部门的全面管理,以提高工作效率。 ③决策支持系统(Decision Support System,简称DSS),它是以数据库、模型库和方法库为基础,帮助管理决策者提高决策水平,改善运营策略的正确性与有效性。 目前,数据处理已广泛地应用于办公自动化、企事业计算机辅助管理与决策、情报检索、图书管理、电影电视动画设计、会计电算化等等各行各业。信息正在形成独立的产业,多媒体技术使信息展现在人们面前的不仅是数字和文字,也有声情并茂的声音和图像信息。 3.辅助技术(或计算机辅助设计与制造)

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