新型催化机制

在国家自然科学基金委、科技部、中科院的支持下，分子识别与选择性合成实验室有机催化课题组深入开展手性有机小分子(Chiral Organocatalysts)催化研究，最近，他们设计并合成了一类新型的二胺型手性有机小分子催化剂，实现了对aldol反应的高活性、高立体选择性催化。相关研究结果发表在近期《美国化学会志》(J. Am. Chem. Soc. 2007, Vol. 129, No. 11, p. 3074-3075)上。 Aldol反应是存在于生命体中的一种重要的化学反应，也是有机合成化学中用于碳-碳键构建的一类重要化学手段。实现高效、高选择性不对称aldol 催化对认识生命体的化学本质以及天然产物的合成都有着重要的意义。该课题组在前期工作中，设计合成了手性离子液型催化剂，并探索性地将其应用到不对称aldol反应催化，表现出了较高的催化活性以及中等的立体选择性(Angew. Chem. Int. Ed. 2006, 45, 3093 Tetrahedron, 2007, 63, 1923-1930)。该类催化剂兼具手性胺催化和离子液体的优良特性，在高效不对称催化反应的同时，能够有效地实现对催化剂的分离、循环利用的目的。

加拿大一研究小组找到了一种以铁为基础原料制造催化剂的新方法。这种新型催化剂与目前通常使用的铂等金属催化剂相比，毒性小且成本低，有望作为制药和芳香剂生产工艺中的催化剂。 　　药物合成中通常都需要催化剂，这对药物成本的影响很大。而且，如使用毒性大的钌、铑、钯等铂系金属作为催化剂，最后的合成产品就需要先经过昂贵的净化技术来消除毒素。 　　多伦多大学化学系罗伯特-莫里斯教授相信，使用他们研制的新型催化剂，不仅价廉而且毒性低，可以免除铂系金属催化剂带来的上述两种缺陷。 　　莫里斯教授在新一期《化学》杂志上发表论文说，铁一般被认为是催化活性很低的“贱金属”，使其能够成功用于替换通常使用的铂系金属作为催化剂，秘诀在于将铁的结构通过一定的手段转换成与铂系金属相似的结构。他们所研制的催化剂是一种包含碳、氢、磷及氮的有机分子，科学家们将各原子排列成一种独特的右旋结构，依附于铁上，使其处于一种亚铁状态。 　　化学催化剂的作用是加快化学反应过程，但同时，它们也会对反应过程中的化学物结构产生影响。用于药物合成过程中的催化剂，其最有价值之处在于它们可以将药物化学品的产品限定在一种特定的结构形式，而不会使其产生另一种镜像结构形式。 　　目前，多伦多大学研究人员已通过使用少量的这种催化剂，并运用对称转移氢化法工艺，成功将价廉的酮转化成了结构为左旋形式的酒精。

[color=#000000]近日，[b]北京化工研究院自主研发的新型BHL催化剂[/b]在中科炼化道达尔ADL环管聚乙烯工艺装置成功完成首次工业应用试验，综合性能全面超越进口同类催化剂。[/color][color=#000000]道达尔ADL工艺对催化剂性能要求高，此前均使用进口专利商催化剂。北化院针对道达尔ADL工艺，历时多年开发新型高性能钛系催化剂——BHL催化剂。试验过程中，中科炼化和北化院团队紧密合作，催化剂切换顺畅，生产过程平稳，以创纪录的16.5小时将各项产品参数调整合格。相对于进口催化剂，BHL催化剂活性提高10%~20%，氢调性能平稳，共聚性能提升10%以上，制得的聚合物颗粒形态良好、细粉更少，树脂产品达到优级标准。[/color][color=#000000]BHL催化剂工业应用试验的成功，标志着北化院研发的催化剂技术在国内淤浆聚乙烯工艺领域实现全覆盖。下一步，北化院将与中科炼化进一步深化产销研用合作，提升树脂产品质量，开发新型树脂产品，助力中科炼化降本增效，实现高质量发展。[/color][来源：中国石化报][align=right][/align]

汽车催化转化器是降低汽车尾气污染物排放的有效装置，电控燃油喷射技术加三元催化转化器已成为现代汽油车的一种标准配置。三元催化转化器通常以铂、钯、铑等贵金属元素作为其活性成分，其中铂、钯主要对CO、HC起催化氧化作用，铑主要对NOx起催化还原作用。轻型车国5排放标准要求进行耐久试验车辆均要求按HJ509-2009 标准进行催化转化器的贵金属含量测试，测试标准要求将陶瓷载体中的贵金属先进行消解前处理，表1给出的常用化学试剂对贵金属腐蚀作用对比结果显示，三种贵金属元素中以铑元素的溶出最为困难，常态下即使王水也不能溶解铑元素，只有在高温或高压条件下，铑元素可部分溶解于王水。常见的催化剂消解方法主要有：加热板消解法和微波消解法。微波消解技术迅速提高反应物温度并使被加热物质从里到外同时加热，比经典的电加热板和烘箱加热法要快4-100倍，并且无污染、无损失，操作简便。消解后常用的分析方法主要是火焰原子吸收光谱法、电感耦合等离子体发射光谱法（ICP-OES）和电感耦合等离子体质谱法（ICP-MS），相对于光谱等分析方法，质谱更加准确，检出限更低。表1常用化学试剂对贵金属的腐蚀作用比较 试剂及条件PtPdRhHCl 36% 室温无作用无作用无作用HCl 36% 煮沸作用弱作用弱无作用HNO3 70% 室温无作用溶解无作用HNO3 70% 煮沸无作用溶解无作用王水室温溶解溶解无作用王水煮沸溶解溶解无作用汽车催化转化器采用实验室早期开发的微波消解方法可使铑溶出率达到95%以上，但对于本文所研究的新型耐强酸汽车催化转化器中铑的溶出率则低于70%，本文通过对前处理微波消解方法中的加酸量、消解温度和消解时间进行试验研究，用ICP-MS作为最后分析测定，建立该耐酸性催化器中铑的微波消解方法。1 实验部分1.1 仪器设备试验过程使用的主要仪器设备有美国安捷伦科技有限公司生产的7500a型ICP-MS、美国CEM公司MARS（Xpress）型微波消解仪、美国CEM公司MARS5（Easyprep）型微波消解仪、莱伯泰科EH45A plus型电加热板、日本AND GR-200型电子分析天平、美国密理博公司Milli-Q Academic型超纯水系统等。1.2 试剂材料使用国家有色金属及电子材料分析测试中心生产的Pt、Pd、Rh、In、Re单元素标准储备溶液，浓度为1000 mg/L。使用体积分数1% HCl和5% HNO3逐级稀释单元素标准储备液配置成混合标准系列溶液，使用1 mg/L[f

光催化转化氮氧化物的研究进展 马睿 谭欣 赵林 ( 天津大学环境学院, 天津 300072) 摘要:对光催化转化氮氧化物的研究进展进行了综述。首先介绍了氮氧化物的危害及传统处理方法的缺点以及光催化反应的机理 随后着重介绍了以 TiO2 为催化剂对 NOx 去除的研究进展, 并对其他用于分解氮氧化物新型光催化进行了介绍 最后对应用前景作出 展望。光催化转化氮氧化物的研究分为光催化氧化和光催化还原 2 种, 反应器则主要为固定床反应器和流化床反应器。N 原子的搀 杂、氧空穴的产生以及表面负载 Pt 均能有效地利用可见光, 炭( AC) 、沸石、氧化钙、ZrO2、高岭土等载体也可明显地提高光催化转化 氮氧化物的效率。此外, 植入过渡金属离子沸石, 也可有效地转化氮氧化物。 关键词 TiO2 氮氧化物 光催化 脱除 载体 可见光 进展 中图分类号 O43 文献标识码 A 文章编号 0517- 6611( 2007) 08- 02215- 03目前, 脱除 NOx 的技术措施主要有非催化法和催化还 原法两类[1]。非催化法主要包括湿式吸收法、固体吸附法、电 子束照射法等, 这些方法往往需要复杂的设备、较高的成 本, 且存在二次污染问题。选择性催化还原法是目前主流发 展方向, 但也存在二次污染及要求较高的反应温度等问题。 例如, 在 Ag/Al2O3 催化剂上选择性还原 NO 的最佳操作温 度是 500 ℃[2], 在 Ba/MgO 催化剂上选择性还原 NO 的最佳操 作温度是 700 ℃[3]等。光催化技术是近几年发展起来的一项 空气净化技术, 具有反应条件温和、能耗低、二次污染少等 优点[4], 笔者对光催化分解氮氧化物的研究进展进行了综述。1 光催化反应机理半导体材料存在能级分布, 当用能量大于半导体禁带 宽度的光照射半导体时, 光激发电子跃迁到导带, 形成导带 电子( e-) , 同时在价带留下空穴( h+) 。由于半导体能带的不 连续性, 电子和空穴的寿命较长, 它们能够在半导体本体和 表面运动, 与吸附在半导体催化剂粒子表面上的物质发生 氧化还原反应, 而将污染物分解掉。以 TiO2 为例, 它的禁带 宽度为 3.2 eV, 在波长小于 380 nm 光照下, TiO2 的价带电 子被激发到导带上, 产生高活性的电子- 空穴对。图 1 绘出 了受光源照射时半导体内载流子的变化。电子和空穴被光 激发后, 经历多个变化途径, 主要存在俘获和复合两个相互 竞争的过程。光致空穴具有很强的氧化性, 可夺取半导体颗 粒表面吸附的有机物或溶剂中的电子, 使原本不吸收光而 无法被光子直接氧化的物质, 通过光催化剂被活化氧化。光 致电子具有很强的还原性, 能使半导体表面的电子受体被 还原, 这两个过程均为光激活过程。同时迁移到体内和表面 的光致电子和空穴又存在复合的可能, 此为去激活过程, 对 光催化反应无效。空穴能够同吸附在催化剂粒子表面的OH-或 H2O 发生作用生成 HO?。HO?是一种活性很高的粒 子, 通常被认为是光催化反应体系中主要的氧化剂。光生电 子能够与 O2 发生作用生成 HO2?和 O2?-等活性氧类, 这些活 性氧自由基也能参与氧化还原反应。目前对 NOx 的光催化 反应的研究分为光催化氧化和催化分解 2 种。[img]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2009/03/200903201415_139711_1614854_3.gif[/img]

微波技术在催化领域中的应用微波技术是近代科学技术发展的重大成就之一，发展极为迅速。20世纪80年代微波开始在化学领域中得到广泛研究，并取得了积极效果，如在有机合成方面，合成某些放射性药剂及干燥等方面[1]。最近，微波在催化领域中的研究也越来越活跃，这里介绍近年来微波技术在催化领域中所取得的进展，如微波用于诱导催化反应，用于催化剂的制备以及载体的改性方面。微波技术用于诱导催化反应一、 微波诱导催化反应原理 微波是一种电磁波,电磁波包括电场和磁场,电场使带电粒子开始运动而具有一种力,由于带电粒子的运动从而使极化粒子进一步极化,微波的电和磁部分的相关的力方向快速变化,从而产生摩擦使其自身温度升高。这就是微波加热的基本原理[2]。 许多有机反应物不能直接明显地吸收微波，但将高强度短脉冲微波辐射聚焦到含有某种“物质”（如铁磁性金属）的固体催化剂床表面上，由于表面金属点位与微波能的强烈作用，微波能将被转变热，从而使某些表面点位选择性地被很快加热至很高温度。尽管反应器中的物料不会被微波直接加热，但当它们与受激发的表面点位接触时可发生反应。这就是微波诱导催化反应的基本原理[3]。 二、微波诱导催化反应的催化剂和载体 微波诱导催化反应实质上是微波首先作用于催化剂或其载体，使其迅速升温而产生活性点位，当反应物或载化都可以用于微波诱导催化反应的，只有那些可能被微波激活的催化剂和载体才能用于微波诱导催化反应。对于金属催化剂，能与微波发生强相互作用的主要是那些铁磁性金属，如镍、钴、铁等。对于金属氧化物，则视组分和结构不同而有很大差别；对于S区金属氧化物，不存在变价情况，则对微波是透明的。对于P区金属氧化物和过渡金属氧化物，存在变价现象，则它们对微波是不透明的，即吸收微波的能力随组分和结构而不同[4]。有人曾对过渡金属和P区金属的氧化物与微波之间的相互作用作过较深的研究[5]。把金属氧化物分成3类：第1类是高损耗物质，它们是一些含有变价元素的金属氧化物，如NI2O3，MNO2，Co3O4等，在微波场中有很高的活性。第2类是在微波场中辐射一段时间后才开始急剧升温，如Fe2O3，CdO,V2O5等。第3类低损耗物质，如AL2O3，TiO2,ZnO,PbO,La2O3,Y2O3,ZrO2,Nb2O5等。显然，第1类金属氧化物最适宜作微波诱导催化反应的催化剂，第3类金属氧化物宜作载体。 三、微波诱导催化反应的应用 (1) 甲烷分解 四烷分解制成乙烯有着十分重要的经济和学术意义。研究证明[6]，在微波辐射下，许多催化剂可使甲烷快速分解，通过适当控制条件，可选择地获得较低或较高烃类。当在400 W 微波炉中用Ni-1404片或Ni粉作催化剂时，其转化产物主要为乙烯、乙烷和乙炔。 (2) 烃类氧化 脂肪烃和芳香烃直接氧化有着重要的经济意义，已被广泛地研究了几十年，但是迄今未能找到转化率高、选择性好的直接氧化方法（尤其是对于甲烷的氧化。）最近研究证明：在微波辐射下，甲烷、丙烷、再烯、乙烷、甲苯都可与水发生催化氧化，形成相应的醇、酮、醚等。 微波场中甲烷部分氧化剂制合成气的研究较为活跃，因为在微波场中进行的甲烷部分氧化（POM）反应与常规加热条件下相比较前者具有反应速率快，催化床层温度低，反应物的转化率和产物的选择性均得到改善等优点[7]。对微波场中甲烷部分氧化合成气所用催化剂的考察，研究人员做了很多工作[8]，通过对Ni/La2O3,Ni/ZrO2,Co/La2O3,和Co/ZrO2的催化性能的考察，发现以ZrO2为载体的镍基催化剂的活性和稳定性明显优于钴基催化剂，活性顺序为：Ni/ZrO2＞Ni/La2O3＞Co/ZrO2＞Co/La2O3。 甲苯选择氧化制苯甲酸的多相工业化生产由于甲苯的转化率和苯甲酸的选择性较低而无法实现。研究表明[9]，在微波场下，V2O5/TiO2在较低的温度下选择氧化甲苯，可得到苯甲酸和苯甲醛的收率分别为41%和14%。与传统加热催化过程相比，苯甲酸的收率有较大的提高。 （3） SO2和NO的还原 以往的除去SO2的方法大都是将其氧化后中和除去，但基氧化物腐蚀性强，处理费用高。把含有SO2的空气在微波场下通过Ni-1404催化剂，则SO2可分解而释放出氧和硫；同样把含NO的空气在微波场下通过Ni-1404催化剂，则NO被分解成为O2、N2及少量N2O。微波技术用于催化剂的制备及载体的改性 一、分子筛的合成 利用微波的介电加热作用进行分子筛合成,是一种新型合成方法。据报道。用微波技术合成的分子筛有A型，X型，Y型，ZXM-5型，CoAPO-44型，CoAPO-5型，AlPO4-5型以及中孔MCM-41型分子筛，还有NaX及NaA分子筛。与传统的水热合成方法相比，微波合成法能同时大量成核且能大幅度缩短晶化时间，获得均匀细小的晶粒，比表面积增大。 二、活性组分在分子筛上的负载 活性组分负载在载体上是一个复杂的过程，其分散度影响催化剂的活性、选择性及寿命等各个方面。最近不少学者采用微波技术使一些无机盐很好地负载在分子筛等载体上。据研究，微波固相法制备的ZnCl2/NaY催化剂与普通法制备的ZnCl2/NaY催化剂相比，在Diels-Alder反应中表现出较高的环加成选择性和区哉选择性。利用微波法制备的ZnCl2-HY分子筛催化苯甲醚与乙酰氯的酰化反应，发现这种催化剂具有良好的初活性。利用微波功率的增大，苯甲醚的转化率和甲氧基苯乙酮的选择性也增加。这可能是由于微波功率增大，促进了ZnCl2在HY分子筛中的分散及与HY分子筛的交换的缘故。 用微波法负载活性分于分子筛上，与传统法相比，具有以下优点：分散度高；处理时间短，效率高；处理样品简单，避免了溶液的混合烘干及培烧；无机盐很容易分散到多孔分子筛上。 三、载体的改性及新型材料的合成 Al2O3是多相催化中广泛应用的载休，利用微波辐射制备结晶γ-Al2O3，与传统的深浅法所获得的γ-Al2O3相比，具有规整、清晰的晶貌特征。这是由于在微波下，水分子被子激活形成活性水分子，加速了铝溶胶的溶解从而促进了体系中结晶Al(OH)3xH2O的生成所致其制备方法是：将铝溶胶置于微波炉中，利用策波辐射加热，保持沸腾3h后，冷却，静置，将所得白色沉淀洗涤，分离，在120℃烘干，在马福炉中按规250℃ 1h，350℃ 1h，450℃ 1h，550℃ 3h顺序焙烧，得到白色粉末，即可得到边界清晰、结构规整的结晶γ-Al2O3。 Al2O3作为一种载体，由于它的比表面积较小，所以某些活性成分在其上面的负载将受到限制。若将 Al2O3分散于比表面积较大的沸石上，则可制得一种具有Al2O3表面性质又保持沸石高比表面积的新型复合材料。据研究，用化学镀饰法化学浸渍法和高温热处理法所制的Al2O3/NaY新型催化材料的分散度均不高，而采用微波辐射固相法制得的Al2O3/NaY新型催化剂材料具有较高的分散度。Al2O3在NaY沸石上的理论分散值为0.62，实验测得用微波辐射得到的分散值为0.45,其他方法得到的分散值均小于0.3。 四、 结 语 微波技术应用于化学研究有着相当大的优势和无限的魅力。微波技术发展的特点之一，是它与更多的学科相结合。这会大大地突破传统内容，建立一系列新的生长点。而研究用的微波炉也易于获得，使该方法的研究更具有普遍意义。但微波技术应用于催化领域也存在一些复杂性。有关微波诱导催化反应的机理以及微波参催化剂作用的机理的研究毕竟还很不深入，主要原因是微波场中温度无法准确测量。所以进一步改进实验测量技术（特别是微波场中的温度测量技术）具有十分重要的意义。只有将微波的作用机理进行深入研究才能使微波在催化剂领域中得到进一步发展。

我的化学需氧量测定仪说明书上说：自随机附带专用催化剂中准确移取25ml置于250ml容量瓶中，用浓硫酸定容至标线，摇匀备用。如果按照说明书这样说，250ml的催化剂使用液，其中有225ml是浓硫酸，我这样理解对吗？

多功能生物催化剂―――卤醇脱卤酶的研究进展 郑楷 汤丽霞 (电子科技大学生命科学与技术学院,四川成都610054) 摘要:光学纯的环氧化物及β-取代醇是一类高价值中间体,在手性药物及精细化工合成领域具有十分重要的应 用前景。卤醇脱卤酶是一类通过分子内亲核取代机制催化邻卤醇转化为环氧化物的脱卤酶,可以高效高选择地 催化环氧化物和邻卤醇之间的转化,因而可以用来合成具有光学纯的环氧化物及β-取代醇等化合物。本文着重 介绍了卤醇脱卤酶的催化机理及其应用研究进展,并对研究的发展方向提出了一些设想。 关键词:卤醇脱卤酶 生物催化 亲核试剂 光学纯环氧化物与β-取代醇 中图分类号:Q814?9 文献标识码:A文章编号:0438-1157(2008)12-2971-07 1 卤醇脱卤酶研究概述 有机卤化合物已成为当今重要环境污染物之一,主要是由于工业排废以及人工合成卤化物在化 工合成以及农业上的广泛应用造成的。在自然界 中,大部分异生质卤化物自降解能力很差,同时许多化合物被疑是致癌或高诱变物质。因此,应用微 生物降解有机卤化物已引起人们广泛的关注。从 1968年Castro等[1]首次发现以2,3-二溴丙醇作为 唯一碳源而生存的黄杆菌(Flavobateriumsp?) 菌株至今,人们相继筛选到多种可以降解邻卤醇的 微生物[2-8]。其中包括从淡水沉淀物中分离的放射 形土壤杆菌(Agrobacteriumradiobacter)菌株 AD1和节杆菌(Arthrobactersp?)菌株AD2以及 从土壤中获得的棒状杆菌(Corynebacteriumsp?) 菌株N-1074等。它们降解有机卤化物的途径虽然 存在明显差异,但是卤醇脱卤酶作为关键酶之一, 催化碳卤键的断裂存在于所有的代谢途径中。 卤醇脱卤酶也叫卤醇-卤化氢裂解酶,通过分 子内亲核取代机制催化邻卤醇转化为环氧化物和卤 化氢,是微生物降解此类化合物的关键酶之一。大 部分已知的卤醇脱卤酶都已经被克隆并在大肠杆菌 中进行重组表达,并根据其序列同源性分为 HheA、HheB、HheC3类。相关的研究表明,卤 醇脱卤酶与依赖NAD(P)H的短链脱氢酶/还原 酶家族(SDR)具有一定的序列相似性,同时蛋白 质三级结构的研究进一步揭示卤醇脱卤酶与SDR 家族成员有一定的进化相关性[9]。SDR是一类依 赖于NAD(H)或NADP(H)并在功能上具有 多样性的一组酶类,主要催化醇、糖类、类固醇和 一些异生质的氧化还原反应[10-11]。由于辅酶结合 位点在卤醇脱卤酶中被卤离子结合位点取代,因而 卤醇脱卤酶是一类不需要辅酶参与的脱卤酶。同 SDR家族一样,在卤醇脱卤酶中严格保守的丝氨 酸、酪氨酸和精氨酸在催化过程中起着关键作用。 其催化机制(图1)为:保守的丝氨酸通过与底物 羟基氧原子之间形成氢键,稳定了底物的结合 精 氨酸可用以降低酪氨酸的pKa值 酪氨酸从底物 的羟基中夺取一个质子,然后以底物上的氧原子作 为亲核试剂,进攻邻位卤素取代的碳原子,进而释 放卤离子,形成环氧化物[9,12]。 卤醇脱卤酶备受关注的另一个原因是其在生物 催化领域的应用,可以用来合成具有光学纯的高价 值中间体。这些化合物在手性药物、手性农药以及 各类手性合成的合成领域中具有传统化学合成法所 无法比拟的优越性。其中光学纯的环氧化物以及用 来合成该类化合物的前体邻卤醇在有机合成中具有 特别重要的应用价值。因为环氧化物环具有非常活 泼的化学特性,易与亲核试剂发生反应生成一类重要的手性合成单元―――不对称醇类。因此,多种合 成光学纯环氧化物的生物学方法已被广泛研究,其 中包括人们熟知的脂肪酶、环氧化物水解酶等。卤 醇脱卤酶催化邻卤醇生成环氧化物将成为高效合成 光学纯的环氧化物的主要方法之一。本文将重点介 绍卤醇脱卤酶在催化合成环氧化物、短链β-取代 醇以及叔醇类化合物方面的研究进展。

转化器是什么呢？它是汽车上面的一个小东西。可是汽车少了它那是万万不行的。其实这个东西我还真没有见过，它的外观还是黑色的，远处看好象是塑料做成的。其实它是钢做成的。外型也挺可爱的，那我们一起来研究一下,们来看看催化转化器综述：随着环境保护要求的日益苛刻，越来越多的汽车安装了废气催化转化器以及氧传感器装置。它安装在发动机排气管中，通过氧化还原反应，将发动机排放的三种废气有害物CO、HC和NOx转化为无害的水、二氧化碳和氮气，故又称之为三元(效)催化转化器，其催化剂大都含有铂、锗等贵金属或稀土元素，价格昂贵，在正常情况下，它的寿命为八万公里左右。由于三效催化转化器的工作要求比较严格，如果使用不当，会造成催化器失效层损坏。在高温度过高　常温下三元催化转化器不具备催化能力，其催化剂必须加热到一定温度才具有氧化或还原的能力，通常催化转化器的起燃温度在250—350℃之间。催化转化器工作时会产生大量的自量越高，氧化的温度也愈高，这都会使未燃烧的混合气进入催化反应器，造成排气温度过高，影响催化转化器的效能。硫和铅来自于汽油，磷和锌来自于润滑油，这四种物质及它们在发动机中燃烧后形成氧化物颗粒易被吸附在催化剂的表面，使催化剂无法与废气接触，从而失去了催化作用中毒现象还是比较高的，在三元催化器无法启动，发动机排出的炭烟会附着在催化剂的表面。这样长期下来便使载体的孔隙堵塞，影响其转化效能。催化转化器对污染物的转化能力有一定的限度，因此必须通过机内净化技术将原始排气降到最低。如果排放的废气污染物各成分的浓度、总量过大，比如混合气偏浓等，就会影响催化器的催化转化能力，降低其转化效。在排气状况就发生变化，安装三元催化器的位置就不同，这都会影响三元催化转化器的催化转化效果。因此，不同的车辆，应使用不同的三元催化转化器。然在发动机排气管中安装氧传感器并实现闭环控制，其工作原理是氧传感器将测得废气中氧的浓度，转换成电信号后发送给ECU，使发动机的空燃比控制在一个狭小的。还有它的注意事项：1.安装有催化器的汽车绝对不允许使用有铅汽油。 2.要避免催化转化器发生磕碰。 3.汽车不要长时间怠速，以防催化转化器烧坏。 4.要避免突然加速，以防止催化转化器过热。 　 5.要保证发动机正常运转，以防止催化转化器排气净化率最佳。由于三效催化转化器发动机始终处于理论空燃比的情况下工作，这时排气净化率最高。发动机电控系统、点火系统和燃油系统的故障都会使发动机工作不正常，混合气浓度偏离理论空燃化，使排气净化率降低，三效催化转化器寿命缩短。你们看一个催化转化器都有这么多条件，还有这么多的知识值得我们去看，去读，去理解，你们懂了吗？

[align=center][b]三元催化剂的制备和原料选择[/b][/align]稀土催化材料在汽车尾气净化中的作用 目前国外广泛开发应用于汽车尾气净化的催化剂基本上是由铂(Pt)，铑(Rh)等贵金属组成的, 目前, 普遍使用的铂铑基贵金属三元催化剂主要通过Pt 的氧化作用净化HC , CO , 通过Rh 的还原作用净化NOx 。该催化剂虽具有活性高、净化效果好、寿命长等优点，但是造价也较高，尤其是Pt、Rh等受到资源限制。为了缓解Pt特别是Rh的供应与需求之间的矛盾，广泛使用价格相对便宜的钯(Pd)，开发了Pt，Rh和Pd组成的催化剂以及钯催化剂。 人们发现用稀土代替部分贵重金属制成的催化剂成本低，而且能获得满意的净化效果。 稀土汽车尾气净化催化剂所用的稀土主要是以氧化铈、氧化镨和氧化镧的混合物为主，其中氧化铈是关键成份。由于氧化铈的氧化还原特性，有效地控制排放尾气的组分，能在还原气氛中供氧，或在氧化气氛中耗氧。二氧化铈还在贵金属气氛中起稳定作用，以保持催化剂较高的催化活性。所以开发稀土少贵金属的汽车尾气净化剂，是取稀土之长补贵金属贵属之短，生产出具有实用性的汽车尾气净化剂。其特点是价格低、热稳定性好、活性较高、使用寿命长，因此在汽车尾气净化领域备受青睐。 稀土元素外层电子结构相似，稀土元素间的催化性能差别比较小，总的催化活性比不上外层电子结构的过渡元素及贵金属元素。在现行的实用工业催化剂中，稀土一般只用作助催化剂或催化剂中的一种活性组分，很少作为主体催化剂。作为贵金属催化剂的助剂，稀土能够提高和改变催化剂的性能，其助剂的作用远远大于传统意义上的碱金属或碱土金属元素。我国的机动车排放污染严重，然而我国贵金属贫乏而稀土资源丰富，因此稀土应用于机动车尾气处理在我困得到广泛的应用。 稀上在机动车尾气净化催化剂中主要是具有储氧和催化作用，将其加入催化剂活性成组中，能提高催化剂的抗铅、硫中毒性能和耐高温稳定性，并能改善催化剂的空燃比工作特性。 稀土在TWC中的应用 稀土氧化物特有的性质早已引起了国内外催化剂研究工作者的广泛关注，然而到目前为止稀上氧化物多用作催化剂载体和助剂。稀土在催化剂中的作用主要有以下几方面。 1.汽车尾气净化催化剂活性成分 汽车尾气中的主要有害成分为碳氧化合物(Hc)、一氧化碳(CO)和氮氧化物(NO)，在净化器中的化学反应包括氧化和还原反应。因此，需要找出一种能使氧化和还原两类反应同时进行的三元催化剂，使催化剂在汽车排气管内借助于排气温度和空气中氧的浓度，对尾气中的CO、HC和NO同时起氧化还原作用，使其转化成无害物质C02、H20和N2。 Ce、La稀土催化活性的研究结果表明：Ce02的引入明显提高了CO和NO的催化转化活性。因此，可用稀土氧化物完全或部分代替贵金属来担当催化剂的活性组分，催化还原Co、HC和No。2提高催化剂的抗中毒能力机动车尾气含有的Pb、S、P等是易使贵金属三效催化剂中毒的物质，这些物质在催化剂的表面活性位置上产生化学吸附，阻碍了反应的进行，使催化剂失去了催化活性。 稀上具有抗硫化物中毒能力是因为这些有毒物与其生成稳定相，如Ce203与硫化物反应生成稳定的C02(S04)3。在还原气氛中，这些硫化物又被释放出来并在Pt和Rh催化剂上转化成H2S，同尾气一起排出(产生有臭味的H2S)。稀上对硫化物的转化作用使含稀土的催化剂具有较强的抗中毒能力。 研究表明Ce02对尾气中S02组分有一定的储硫作用。汽车发动机在贫燃条件下工作时发生如下反应：6 Ce02+3S02一Ce2(S04)3+2C0203，在富燃条件下储存的硫会被释放，从而增强了催化剂的抗S中毒能力。 3提高催化剂的热稳定和机械强度 通常构成活化涂层的丫-A1203在800℃以上会转变成a-A1203，使密度增加，表面积减少，造成孔隙结构坍塌。并且在1200℃以上活化涂层会从载体上脱落，使气体阻力增大，催化活性降低。 加入Ce02能稳定丫-A1203晶体结构，使活化涂层在高温下保持稳定，抑制活性损失。氧化铈在还原或中性气氛下，在1473 K处理数小时后仍能保持60 m2g．1表面积，说明主要以Ce A1203存在的Ce3+阻碍了晶体生长和氧化铝的转变。 4. 自动调节空气燃料比（储氧能力提高催化剂的活性） （围绕汽车发动机工作时的理论空燃比，汽车废气的组成是会呈周期地发生变化．利用选种特性，把废气中的氧能可逆的进行吸附和放出的物质叫做氧的存储物质，CeO 有这种作用。） 许多研究发现，氧化铈等稀土氧化物具有储放氧能力。Ce02在贫氧区放出02，氧化C0和HC，在富氧区储存02，从而控制贵金属附近的气氛波动，使空燃比A／F稳定在化学计量平衡附近，起到扩大空燃比窗口的作用，保持催化剂的催化活性。 Ce02中的Ce能改变氧化态(Ce4+与Ce3+之间的转化)，具有极好的储氧效应和释放氧能力，在贫燃／富燃条件下可以储存／释放氧气，从而可以提高催化剂对CO、HC、NO的转化率。 (当发动机瞬时富油而造成废气瞬时缺氧时，四价Cc (CeO2)可变成三价Ce(Ce2O3)，释放出O2.当发动机瞬时贫油而造成废气瞬时富氧时， Ce2O3又结合O2而转化成CeO2，这就是所谓的氧的储备作用。 其反应方程式如下:2 CeO2-- Ce2O3+1/2O2.) 5.助催剂的作用 汽车尾气中含有约l0％的水蒸气，Ce02可以促进水气转移反应产生还原性气体，可以在缺氧时提高CO的净化率,同时H2可用在NO的还原中，提高NO在富燃区的净化率。CO+H2O- -CO2+H2 为了弥补富Pd及全Pd催化剂中Pd在催化还原NO方面的能力不足，在Pd内加入La203，这种Pd-La催化剂在性能上完全可以和Pt．Rh催化剂媲美。 6.提高活性涂层的催化活性 加入CeO2 使活性涂层中贵金属颗粒保持分散, 避免因烧结而导致催化格点减少, 使活性受损。在Pt/γ2Al2O3 中添加CeO2 , 由于CeO2 能在γ2Al2O3 上单层分散( 最大单层分散量为01035 [url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp]gc[/url]eO2Pgγ2Al2O3 ) , 改变了γ2Al2O3 的表面性质, 从而提高了Pt 的分散度。当CeO2 含量等于或接近于分散阈值时, Pt 的分散度达到最高。CeO2 的分散阈值即为它的最佳添加用量。Rh 在600 ℃以上氧化气氛中, 因高温氧化生成的Rh2O3 与Al2O3形成固溶体而失去活化作用。CeO2 的存在将减弱Rh与Al2O3 之间的反应, 保持Rh的活化作用。La2O3也能防止Pt 超微细粒长大。将CeO2 和La2O3 添加到PdPγ2Al2O3 后发现, CeO2 的加入促进了Pd 在载体上的分散, 并且产生一种协同还原作用。Pd 的高度分散及其与CeO2 在Pd/γ2Al2O3 上的相互作用是催化剂具有高活性的关键。 CeO2 还是一种有效的烃类氧化催化剂。在考察Pt/ CeO2 上CO 氧化时发现Pt 和CeO2 界面处的晶格氧起着重要作用。在真空或还原气氛中CeO2表面可以产生低价铈和氧缺陷, 具有优异的氧化还原催化性能和气敏功能, 特别是具有与吸附分子交换电荷、交换物种的功能。CeO2 在氢作用下易产生低价铈和氧空位。Pt/ CeO2 可吸收[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp]气相[/url]氢并再释放出来。在常温下部分还原的CeO2 上吸附氧形成分子离子氧物种。氧物种可部分脱附, 高于170 ℃时均可转化为晶格氧 。另外, CeO2 对γ2Al2O3 载体的改性, 有利于钯催化剂上表面氧物种的脱附和氧化再恢复, 从而促进Pd/ CeO22γ2Al2O3催化剂的氧化作用。催化剂的制备工艺非常复杂，从配方的粉体原材料选择：催化剂粉体主要的材料是三氧化二铝、铝胶、稀土材料(氧化镧、氧化铈、氧化锆等)进行工艺混合，再由不同比例的贵金属活性组分添加，通过800度的高温制备而成。整个制备的工艺是一个科技含量非常高和严谨的流程。三元催化转化器的结构三元催化转化器主要由外壳、隔热保护罩、中间段、入口和出口锥段、弹性夹紧材料、防直通密封催化剂等几部份组成， 其中催化剂作为三元催化转化器的技术核心包括载体、涂层两部分。2.1 载体 基本材料为陶瓷(MgO2， Al2O3，SiO2)。目的是提供承载催化剂涂层的惰性物理结构。为了在较小的体积内有较大的催化表面，载体表面制成为蜂窝状。2.2 涂层在载体表面涂敷有一层极松散的活性层，它以金属氧化物γ-AL2O3 为主。由于表面十分粗糙，这使壁面的实际面积增大了约7000 倍，大大的增加了三元催化转化器的活性表面和储存氧的能力。在活性层外部涂敷有含锆Zr 和铈Ce 等元素的助催剂，含有铑Rh、钯Pd、铂Pt 等贵金属的主催化剂。市场现状(2)— 国内催化剂生产量估算[table][tr][td][b]厂 家[/b][/td][td][b]年产量（万升）[/b][/td][/tr][tr][td]昆明贵研催化剂有限责任公司[/td][td]300[/td][/tr][tr][td]无锡威孚力达[/td][td]60（剂）+20（封装）[/td][/tr][tr][td]天津化工研究设计院[/td][td]50[/td][/tr][tr][td]天津卡达克[/td][td]50（封装）[/td][/tr][tr][td]其他[/td][td]30[/td][/tr][tr][td]合计：[/td][td]500[/td][/tr][/table][img=,499,267]file:///C:\Users\dell\AppData\Local\Temp\ksohtml\wpsAD7D.tmp.jpg[/img][img=,480,361]file:///C:\Users\dell\AppData\Local\Temp\ksohtml\wpsAD8E.tmp.jpg[/img]三元催化剂的制备过程，提高催化效率，关键在于选用合适的催化剂。催化剂要求粒径小，大比表面积，同时要求高分散性，要求分散吸附性能强。市场上主流的效果最好的纳米氧化铈生产厂家有：杭州九朋新材料有限责任公司，其生产的纳米氧化铈比表高达200-300平，且分散性好，价格合理，同时还生产纳米氧化铝，纳米氧化铝溶胶，铂铑钯催化剂。另一家是山东加华，外资企业，主要生产氧化铈，出口为主，价格较高。要更换新的三元催化如何选择呢? 1、原厂件：4s如果你依然信任他，而且你也能够承担高出好几倍的价格，那么可以选择，关键是三元催化原厂件厂家一般都没有质保，原因很简单，因为新车的时候都很难质保。 2、品牌件：这个选择的难度就比较大了，因为今天中国的三元催化市场太吓人，从100元的三元催化到1万元的都有，一家三口人都可以在家里生产三元催化，这个市场是乱的把外星人都吓跑了，这么一个高科技含量的配件今天在中国变成家庭作坊都可以生产，这也难怪为什么主机厂基本在中国放弃了在用车市场，因为实在无法竞争。那我们消费者选择起来可就更难了，外行根本看不懂啊。其实方法还是有的。再乱的市场也有正规做事情的企业。

匀相催化与多相催化入门——未来的催化化学[img]http://www.instrument.com.cn/bbs/images/affix.gif[/img][url=http://www.instrument.com.cn/bbs/download.asp?ID=15136]匀相催化与多相催化入门——未来的催化化学[/url]

BF3作为催化剂催化酯化反应机理是什么？正丁醇和2，4-D的反应ROH+ R'COOH

用于光催化还原铀的氧化红磷的制备及应用

[size=4]【序号】：1【作者】：葛忠华 周望岳【题名】：膨润土作重质油催化裂化催化剂的开发【期刊】：《浙江工业大学学报》 【年、卷、期、起止页码】：1989年01期 【全文链接】：http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTotal-ZJGD198901004.htm[/size]

中科院大连化物所张涛研究员课题组有关铱取代的六铝酸盐催化剂应用于N2O催化分解的研究成果近期发表于英国皇家化学会主办的《化学通讯》杂志(Chem. Commun. 2007, 1695-1697.)，并作为该杂志的内封面刊出。 N2O的催化分解反应在航天推进领域和环保领域均受到高度重视，特别是高浓度N2O以其低毒和适用于多模推进系统而成为可能的绿色推进剂之一，国际上正在大力研发这一新型空间动力技术。然而，纯N2O催化分解过程中的绝热分解温度高达1600℃，催化剂活性组分流失和载体烧结等因素所造成的催化剂失活成为制约这一技术发展的瓶颈。近年来，张涛研究组在国家杰出青年基金(20325620)的支持下，致力于N2O催化分解在航天推进剂领域和环保领域的应用研究。在该论文中，张涛通过将活性组分铱引入到具有高热稳定性的六铝酸盐骨架中，同时满足了对催化剂的低温启动活性和高温热稳定性的要求，对于解决目前N2O单组元推进剂所面临的问题是一个有意义的尝试，同时对于环保领域NOx脱除也有很好的借鉴意义。来源：中科院大连化学物理研究所

首先说明：这里讨论的是催化方法[b] 除掉样气中的甲烷[/b]，催化生成H2O和CO2。 而不是加氢催化无机碳生成CH4市场上有测量非甲烷总烃的FID设备，原理是使用催化炉除掉样气中的CH4，至于其他如乙烷、乙烯、甲醇等其他 有机成分都保留，送到FID测量，得到非甲烷总烃。请问这种催化剂的原理和成分是什么？

催化剂的分类方式有很多种：按聚集状态分类、按化学键分类、按催化剂组成及使用功能分类以及按催化剂工艺和工程特点分类。目前，国内外均以功能划分为主，兼顾市场类型及应用产业。我国尚无统一的工业催化剂分类法，参考一些大型书目和国外分类方法可将工业催化剂分成：石油炼制、无机化工、有机化工、环境保护和其他催化剂5大类。细分情况见图。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/02/201702061522_01_1241901_3.jpg

有没有那种可以自动评价催化剂活性的装置，最好是脉冲反应器。

催化合成丁二酸二丁酯第一章 绪论1.1 概要羧酸酯是一类重要的化工原料，低级的酯一般都是水果香味，可作香料（如醋酸异戊酯有香蕉味，戊酸乙酯有苹果香味等）。液态的酯能溶解很多有机物，故常用作溶剂。有些酯还可用作塑料、橡胶的增塑剂。丁二酸二丁酯是一种新型塑料工业的增塑剂，该增塑剂为无色透明液体，常用作有机合成中间体、食物添加剂、气象色谱固定液，是一种昆虫驱避剂，用于驱除蟑螂、蚂蚁等害虫，它的合成与其它酯类化合物一样，由相应的酸和醇通过酯化反应而制得．以往的酯化反应多采用浓硫酸做催化剂，而浓硫酸有腐蚀性，使得酯化反应副反应多、后处理困难、产品色泽较差，同时，在后处理过程中还会产生大量的含硫废水污染环境．为解决浓硫酸作催化剂时的缺点，人们已研究了其它催化剂来代替浓硫酸，但对于丁二酸二丁酯的合成研究的较少，虽有人将TiO2／S042- 固体超强酸用于催化合成丁二酸二丁酯，但该催化剂的制备较为复杂，成本较高，不利于工业化生产．随着人们环保意识的增强，对于酯化反应的催化剂进行了广泛的研究，作者曾注意到结晶硫酸氢钠是一种常见的结晶无机盐，保管、运输、使用均很方便，又能克服无机酸的强腐蚀性，因此作者将研究把硫酸氢钠直接用于催化合成丁二酸二丁酯，主要研究该物质的增塑剂性能和合成该物质所使用的催化剂。

催化剂工业中的一类产品，用于借助催化作用来消除环境污染的工艺。自20世纪70年代汽车排气催化净化技术商业化以后，此类催化剂与石油炼制催化剂、化工催化剂（包括石油化工催化剂和无机化工催化剂并列为催化剂工业中的三大类产品。环境保护用催化剂通常有较高的催化活性，能将浓度本来很低的污染物经催化转化为无毒物；能承受较高的作业负荷，以节约催化剂用量和治理污染的设备投资；能在室温或不太高的温度下作业，以减少治理污染所需的能耗。被处理的气体，通常含有粉尘、重金属、含硫化合物、含氯化合物、酸雾等，因此要求催化剂的抗毒能力较强,化学稳定性好,具有足够的催化剂寿命。有时，要求有良好的催化剂选择性不致因副反应所生成的产物造成二次污染。在环境治理工程中，由于被污染物的组成、浓度、温度等常有变化,故要求催化剂能在较宽的反应条件下保持其效率,这与典型的化工生产中所用的催化剂是有所不同的。 　　燃烧催化剂 　用完全催化氧化的方法使可燃性污染物质转化为二氧化碳和水的催化剂。广泛用于治理工厂的排气污染,主要是一氧化碳、烃类及其含氧衍生物,如醇、醛、酮、酯等引起的污染。第一次世界大战时曾用CuO和MnOx为催化剂,置于防毒面具中以净化毒气（一氧化碳等），在室温下即有效。催化燃烧技术现在广泛地用于排放有机溶剂废气的行业和排放可燃尾气的化工厂。将直接燃烧和催化燃烧法比较，依据不同的污染物，起燃温度（为保持反应正常进行所需的最低温度）分别为600～800℃和室温至400℃,即用催化法治理污染的起燃温度低，可节约能源。最常用的催化剂是以铂、钯、氧化铜、氧化锰、氧化钴、氧化镍、氧化钒等为活性组分，以氧化铝为载体。含贵金属的催化剂极为活泼，在催化剂中的含量通常为0.3％～0.1％,它们甚至在低于100℃时可使烃类完全转化,铂转化一氧化碳效率优于钯,而对烃类的燃烧活性则反之。以甲烷为例,催化燃烧活性顺序为Pd＞Pt＞Co3O4＞PdO＞Cr2O3＞Mn2O3＞CuO＞CeO2＞Fe2O3＞V2O5＞NiO＞MoO3＞TiO2。非贵金属氧化物催化剂价廉，但起燃温度较高。近年来，在处理大气量的催化燃烧炉中，多采用蜂窝状造型的催化剂，后者为柱状制件,沿柱体的轴向开有许多平行的孔道,形似蜂窝。这种造型的催化剂对气流的阻力比球状催化剂小得多。

本人是一研究院搞催化材料研究的，负责实验室的仪器采购, 领导最近说要买一批催化剂制备用的进口设备, 但我实在不知如何下手, 象挤条机、碾压机什么的。谁有这方面的资料，拜托与我分享一下啊。谢谢！ 本人联系方式：QQ-113389616,E-mail: haijun666@126.com

如题，有用微波催化甲酯化制备动植物油脂肪酸甲酯的版友吗？希望能交流交流

本人是作催化的，公司新买了ICP，但没有人会用。有2个问题想向各位请教一下。用钯/活性炭 作为催化剂，催化苯乙酮加氢还原，得到苯乙醇。1、想测定催化反应循环过程中，每次催化剂的流失。如何处理样品？（注* 催化剂颗粒很小，即使用高速离心机处理，产物相还是有点黑，也就是还有少量催化剂在里面）2、想测定钯/活性炭 催化剂中 钯的量。样品又如何处理？谢谢各位啦！！

非人非化工专业，但现在需要制备整体式催化剂：第一载体为FeCrAl金属，上面涂覆一层γAl2O3，然后再通过Pd（NO3）2溶液浸渍，将Pd分担到氧化铝上，分担量为0.5%左右，现在的问题就是我所要用到的硝酸钯溶液浓度如何确定。有没有做过催化剂的兄弟姐妹，麻烦指点一下，感激不尽！

紫外拉曼光谱仪研制和在催化研究中的应用“UV Raman Spectrograph and Its Applications in Catalysis 拉曼光谱是鉴定物质分子结构的有力工具，它已应用于化学、物理、生物和材料科学等领域。传统的拉曼光谱在可见区极易产生荧光，而荧光的强度往往是拉曼强度的几万倍乃至百万倍，因此常规拉曼光谱受到荧光的严重干扰，常常得不到拉曼光谱。这一难题成为拉曼光谱应用的主要制约因素。传统拉曼光谱的另一个弱点是其本征灵敏度很低，这也限制了它的广泛应用。 上述两个难题在催化研究中尤其突出，因为催化剂表面极易产生荧光，特别是有碳氢物种存在时，表面荧光往往非常强，而绝大部分石油化工过程的催化剂在工作状态下不可避免地生成各种表面碳氢物种。所以，消除或避开表面荧光的干扰和提高灵敏度是拉曼光谱成功应用于原位催化研究的关键所在。 针对荧光干扰和灵敏度低这两个难题，提出研制采用连续波紫外激光作为激发光源的紫外拉曼光谱仪的想法，克服一系列实验上的困难，于1997年建成我国第一台紫外拉曼光谱仪并将其应用于催化研究。 经过大量的实验和理论分析，发现催化剂表面的荧光主要出现在可见区，即300-700nm。因此将激发波长从可见区移开，则有可能避开荧光干扰。我们提出将激发波长从传统拉曼光谱的可见或近红外向紫外和深紫外波段位移以避开催化剂表面荧光干扰的想法，即研制采用紫外激光作为光源的紫外拉曼光谱仪。从理论上分析紫外拉曼光谱有以下几个优势：①由于荧光主要出现在可见区，将激发波长向紫外波段移可以有效地避开荧光；②由于光散射强度与波长的四次方成反比，将激发波长向紫外区移可以提高灵敏度；③很多化合物的电子吸收带在紫外区，因此可以进行紫外共振拉曼光谱，使仪器灵敏度提高几个数量级。 在上述想法的基础上，结合催化原位研究，采用紫外激光光源、三光栅和紫外区灵敏的CCD探测器研制了收集紫外拉曼散射光的椭圆内反射镜、外光路系统和催化研究的高温高压装置、用于催化反应研究的特殊拉曼光谱池以及适用于动态和原位紫外拉曼研究的吸附和原位反应装置。最后，研制成功用于催化原位研究的紫外拉曼光谱仪。

催化实验是化学、材料科学和工业生产中至关重要的一环，其目的是评估催化剂在不同反应条件下的性能和选择性。为了获得准确和可靠的实验结果，使用高纯度的反应气体和精密的流量控制系统是不可或缺的。这不仅可以确保实验条件的一致性，还能够精确地表征催化剂的活性和稳定性，从而为催化剂的设计和优化提供重要数据支持。 [b]1. [b]催化实验中的反应气体使用[/b][/b] 在催化实验中，反应气体作为催化反应的原料或反应环境，直接影响催化剂的表现。常见的反应气体包括氢气、氧气、氮气、甲烷、二氧化碳等，这些气体通过催化剂表面发生反应，生成目标产物。为了准确评估催化剂的性能，实验中必须严格控制反应气体的纯度和流量。 [b]2. [b]高纯度反应气体的重要性[/b][/b] 使用高纯度的反应气体在催化实验中具有多方面的重要意义： [list][*][b]避免副反应的干扰[/b]：反应气体中的杂质可能引发副反应，从而影响催化剂的实际性能表现。例如，在氢化反应中，氧气或水蒸气的杂质可能导致催化剂表面氧化，降低其活性或改变选择性。因此，使用高纯度气体能够减少这些不必要的副反应，确保实验结果的准确性。 [*][b]保证催化剂的选择性[/b]：催化剂的选择性是指其促进特定产物生成的能力。气体杂质可能与催化剂表面发生竞争性吸附或反应，导致产物分布的改变。因此，高纯度的反应气体有助于精确评估催化剂对目标反应的选择性，避免由于杂质引起的误差。 [*][b]提高实验的可重复性[/b]：使用高纯度气体可以减少批次之间的差异性，使得实验条件更加可控，从而提高实验的可重复性。对于工业应用或催化剂的规模化生产，这种一致性尤为重要。 [/list] [b]3. [b]精密流量控制系统的作用[/b][/b] 除了气体纯度，精密的流量控制系统也是催化实验中不可或缺的部分。流量控制的准确性直接影响反应物的供给速率和反应条件的稳定性，从而对催化反应的结果产生重要影响。 [list][*][b]精确调节反应条件[/b]：通过精密流量控制系统，可以精确调节反应气体的流速，确保每次实验在相同的气体供给条件下进行。这对于评估催化剂的活性和选择性至关重要，因为催化反应的速率和产物分布往往依赖于反应物的供给速度。 [*][b]动态实验条件控制[/b]：在某些催化实验中，研究者可能需要在实验过程中动态调节反应气体的流量，以模拟实际工业过程中的工况变化。精密流量控制系统可以实现这种实时调整，帮助研究者更全面地评估催化剂的性能。 [*][b]提高实验安全性[/b]：许多反应气体（如氢气、氧气、甲烷等）具有易燃易爆性或毒性。精密流量控制系统能够确保气体供给的安全性，避免由于气体流量过大或波动导致的安全事故。 [/list][b]4. [b]选择合适的高纯度气体与流量控制系统[/b][/b] 在实际的催化实验中，选择合适的高纯度气体和流量控制系统至关重要。以下是一些关键考虑因素： [list][*][b]气体纯度要求[/b]：根据催化反应的敏感程度，选择适合的气体纯度。通常情况下，气体纯度应在99.999%（5N）或更高，以最大限度减少杂质的影响。 [*][b]气体供应商的选择[/b]：选择信誉良好的气体供应商，以确保气体的纯度和稳定性，同时要求供应商提供详细的气体成分分析报告。 [*][b]流量控制设备的精度[/b]：流量控制系统应具备高精度和高稳定性，确保在不同实验条件下的准确调节。选择时应考虑流量计的量程、响应速度以及与实验系统的兼容性。 [*][b]系统校准与维护[/b]：定期校准和维护流量控制系统，确保其长期稳定运行。同时，气体输送系统的密封性和防泄漏设计也是保障实验安全的重要方面。 [*]在催化实验中，使用高纯度的反应气体和精密的流量控制系统是确保实验结果准确性和可靠性的关键。高纯度气体能够避免副反应和杂质干扰，从而准确评估催化剂的性能和选择性。精密流量控制系统则保证了实验条件的可控性和安全性，使研究者能够深入探索催化剂的行为特性。这两者的结合不仅有助于获得高质量的实验数据，还为催化剂的设计和工业应用提供了坚实的基础。[/list]

钯催化剂是非常有效的加氢催化剂，价格比较贵。实验室可由氯化钯制备钯催化剂。（1）Pd-C（5%Pd）的制备：将1.7 g氯化钯和1.7 mL浓盐酸加入到20 mL水中，水浴加热2小时溶解完全，然后将它加入到用200 mL水溶解了30g乙酸钠的溶液中，盛放在500 mL的烧瓶中。加20 g酸洗过的活性炭，在氢气气氛中氢化直到反应结束。过滤收集催化剂，用5份100 mL的水洗涤，吸滤抽干。在室温下用氢氧化钾干燥或在真空干燥器中用无水氯化钙干燥。将催化剂碾成粉末，贮存在塞紧塞子的试剂瓶中。 （2）Pd-C（30%Pd）的制备：将8.25 g氯化钯和5 mL浓盐酸加入到50 mL水中。冰浴冷却下，加入50 mL 40%的乙醛溶液，再加入11 g酸洗过的活性炭。机械搅拌下加入50 g氢氧化钾溶于50 mL水的溶液，保持温度低于50℃。加完后将温度升到60℃，保持15 min，用水彻底清洗催化剂后，再将水倒出；用乙酸洗涤，吸滤，再用水洗至无Cl-和OH-离子。在100℃干燥，储存在干燥器中。 （3）钯黑的制备：5 g氯化钯溶于30 mL浓盐酸后用80 mL水稀释，冰盐浴冷却下加入35 mL 40%的乙醛溶液。将35 g 氢氧化钾溶于35 mL水中，强力搅拌下，在30 min内将其加入混合物中。加热到60℃，保持30 min后将水倾出并用水洗涤沉淀6次，过滤到坩埚上，用1 L水洗涤，吸干，转入干燥器中干燥，产量为3.1 g。 （4）Pd-BaSO4（5%Pd）的制备：在2 L烧杯中加入63.1 g氢氧化钡溶于600 mL水的热溶液（t＝80℃），在快速搅拌下一次加入60 mL 3 mol·L-1硫酸。再加入3 mol·L-1硫酸使悬浮物对石蕊显酸性。将4.1 g氯化钯溶于10 mL浓盐酸后用20 mL水稀释，在机械搅拌下加入硫酸钡溶液，然后再加入4 mL 40%的乙醛溶液。用30%的氢氧化钠溶液调至弱碱性，继续搅拌5 min，静置。倾出上层清夜，用水洗，再静置，重复8～10次。过滤，用5份25 mL的水洗涤，尽量吸干，80℃干燥，研细催化剂，密封在瓶子里备用。

光催化材料是具有环境净化和自洁功能的半导体材料的总称。它在微量紫外线作用下，能产生强大的光氧化还原能力，催化分解附表的有机物和部分无机物。光催化技术的特点是能有效利用光能、易操作、无二次污染，在环境保护（废水废气净化、空气净化）、新能源开发、有机合成、自洁和抗菌材料生产等领域具有广阔的应用前景。 TiO2是公认的最有效光催化剂，它的显著优点是：能有效吸收太阳光谱中的弱紫外辐射部分；氧化还原性较强；在较大pH值范围内的稳定性强；无毒。但由于TiO2的禁带宽度为3.2eV，只能吸收波长小于387nm的紫外辐射，不能充分利用太阳能。另外，TiO2的光量子效率也有待进一步提高。有鉴于此，国内外已从多种途径对TiO2材料进行改性，包括TiO2表面贵金属淀积、金属离子掺杂、半导体光敏化和复合半导体的研制等。近来研究发现纳米级TiO2材料的催化效率高于一般半导体材料。纳米半导体粒子存在显著的量子尺寸效应，它们的光物理和光化学性质已成为目前最活跃的研究领域之一，其中纳米半导体粒子优异的光电催化活性倍受世人注目。与体相材料相比，纳米半导体量子阱中的热载流子冷却速度下降，量子效率提高；光生电子和空穴的氧化还原能力增强；振子强度反比于粒子体积而增大；室温下激子效应明显；纳米粒子比表面积大，具有强大的吸附有机物的能力，有利于催化反应。 纳米TiO2具有良好的半导体光催化氧化特性，是一种优良的降解VOCs（可挥发性有机化合物）的光催化剂。它的本质是在光电转换中进行氧化还原反应。根据半导体的电子结构，当其吸收一个能量不小于其带隙能（Eg）的光子时，电子（e-）会从充满的价带跃迁到空的导带，而在价带留下带正电的空穴（h+）。价带空穴具有强氧化性，而导带电子具有强还原性，它们可以直接与反应物作用，还可以与吸附在催化剂上的其他电子给体和受体反应。例如空穴可以使H2O氧化，电子使空气中的O2还原，生成H2O2，OH" 基团和HO2" ，这些基团的氧化能力都很强，能有效的将有机污染物氧化，最终将其分解为CO2、H2O、PO43-、SO42-、NO23-以及卤素离子等无机小分子，达到消除VOCs的目的。TiO2 +hv —— e - + h +e - + h + —— N +能量 （hv’入射光能量hv或热能）HO- +h+ —— OHH2O + h+ —— OH +H+O2 + e- —— O2-O2-+H2O —— OOH +OH-2OOH —— H2O2 +OH-OOH +H2O+ e- ——H2O2 +OH-H2O2 + e- —— OH+OH-