intTypePromotion=1
zunia.vn Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z zunia.vn zunia.vn
ADSENSE
 » 
 » 

Động học xúc tác - Trường đại học Bà Rịa Vũng Tàu

Chia sẻ: Phạm Ngọc Mùi | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:66

Thêm vào BST
Báo xấu
101
lượt xem 14
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Tạo được nhiều sản phẩm và kinh tế hơn: Tăng vận tốc của phản ứng. Đơn giản hóa các bước phản ứng – giảm chi phí đầu tư. Phản ứng tiến hành ở điệu kiện trung bình ( T, P thấp) giảm năng lượng tiêu thụ.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Động học xúc tác - Trường đại học Bà Rịa Vũng Tàu

  1. KHOA HÓA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM ĐỘNG HỌC XÚC TÁC 8/30/2012 Động học Xúc tác 1
  2. KHOA HÓA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM Ưu điểm của quá trình có sử dụng xúc tác Tạo được nhiều sản phẩm và kinh tế hơn: Tăng vận tốc của phản ứng. Đơn giản hóa các bước phản ứng – giảm chi phí đầu tư. Phản ứng tiến hành ở điệu kiện trung bình ( T, P thấp) giảm năng lượng tiêu thụ. Giảm lượng chất thải: Nâng cao độ chọn lọc ra sản phẩm mong muốn - làm giảm lượng nguyên liệu lượng chất thải không mong muốn. Thay thế các nguyên liệu nguy hiểm và độc hại. 8/30/2012 Động học Xúc tác 2
  3. KHOA HÓA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM Sản xuất ra các sản phẩm mà nếu không có xúc tác thì không thể sản xuất được. Kiểm soát quá trình tốt hơn (an toàn và linh hoạt hơn). Thúc đẩy sự phát triển của khoa học kỹ thuật và công nghệ. Do có các ưu điểm đó nên: 27 % của GNP và 90 % của ngành công nghiệp hóa chất có sử dụng chất xúc tác. Ước tính mỗi năm lượng chất xúc tác tiêu thụ có giá trị khoảng 2 tỉ usd. Chất xúc tác chiếm 2% tổng vốn đầu tư trong quá trình hóa học. Các hóa chất được tạo ra bởi các quá trình chuyển hóa có sử dụng xúc tác có giá trị khoảng 200 tỉ usd. 8/30/2012 Động học Xúc tác 3
  4. KHOA HÓA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM Ví dụ: – Công nghiệp Hydrogen (coal, NH3, methanol, FT, hydrogen hóa /HDT, fuel cell). – Lọc dầu (Petroleum refining): FCC, HDW,HDT,HCr, REF. – Hóa dầu (Petrochemicals): monomers, bulk chemicals. – Hóa chất tinh khiết (Fine Chem). – Thực phẩm (Food): Magarine, butter,… – Dược phẩm; Nông nghiệp; Dệt nhuộm. – Xúc tác môi trường (Environmental Catalysis): autoexhaust, deNOx,... 8/30/2012 Động học Xúc tác 4
  5. KHOA HÓA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM NHẬP MÔN Khái niệm về chất xúc tác và quá trình xúc tác. Cơ chế hoạt động và Các thuộc tính của chất xúc tác. Thành phần của chất xúc tác. Phân loại chất xúc tác Ứng dụng của chất xúc tác Định tính và định lượng họat tính xúc tác. Quá trình phản ứng sử dụng xúc tác. Sản xuất chất xúc tác. Các yếu tố ảnh hưởng đến tính năng của xúc tác. Sự giảm họat tính của xúc tác. Tái sinh xúc tác. Các yêu cầu của chất xúc tác công nghiệp. Một vài quá trình trong tiến trình phát triển của xúc tác công nghiệp 8/30/2012 Động học Xúc tác 5
  6. KHOA HÓA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM Sự xúc tác (Catalysis) ? Chất xúc tác (Catalyst) ? 8/30/2012 Động học Xúc tác 6
  7. KHOA HÓA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM Về bản chất Chất xúc tác làm thay đổi cơ chế phản ứng dẫn đến làm giảm năng lượng họat hóa của phản ứng.  Về mặt lý thuyết, Chất xúc tác không thay đổi sau phản ứng.  Chất xúc tác không làm thay đổi đặc tính nhiệt động của phản ứng.  Đối với một phản ứng thuận nghịch, Chất xúc tác làm tăng tốc độ cả chiều thuận và chiều nghịch, dẫn đến phản ứng đạt cân bằng nhanh hơn. 7
  8. – Ví dụ: CH4(g) + CO2(g) = 2CO(g) + 2H2(g) DG°373=151 kJ/mol (100 °C) DG°973 =-16 kJ/mol (700 °C) • Tại 100°C, DG°373=151 kJ/mol > 0. Phản úng này sẽ không xảy ra dù có hay không có xúc tác. • Tại 700°C, DG°973= -16 kJ/mol < 0. Phản ứng có xả ra nhưng với vận tốc rất nhỏ. Khi có sự hiện diện của Pt/ZrO2 hay Ni/Al2O3 thì tốc độ của phản ứng xảy ra rất mãnh liệt . 8
  9. KHOA HÓA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM Cơ chế hoạt động • A, B: Chất phản ứng. • Bonding: liên kết. • Separation: sự tách. • Catalyst: chất xúc tác. • Reaction: phản ứng. • P: sản phẩm. 9 8/30/2012 Động học Xúc tác
  10. KHOA HÓA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM Free energy: năng lượng hoạt hóa. Energy barrier: hàng rào năng lượng Reactants: các chất phản ứng Catalyzed reaction: Phản ứng xúc tác. Products: các sản phẩm Uncatalyzed reaction: phản ứng không xúc tác Course of reaction: tiến trình phản ứng Ea : năng lượng hoạt hóa 8/30/2012 Động học Xúc tác 10
  11. KHOA HÓA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM 8/30/2012 Động học Xúc tác 11
  12. KHOA HÓA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM Các thuộc tính của chất xúc tác Hoạt độ (the Acivity) Độ chuyển hóa (Conversion): Soá mol cuûa chaát phaûn öùng ñaõ chuyeå n hoùa X Soá mol cuûa chaát phaûn öùng ñöa vaøo Tốc độ (Rate): Soá mol cuûa saûn phaåm vi   Theå tích cuûa chaát xuùc taùc  .  Thôøi gian  Tần số luân chuyển (TurnOver Frequency): TOF = số phân tử sản phẩm được hình thành trong một đơn vị diện tích chất xúc tác, cm2, và trong một giây (molecules.cm-2.sec-1). 8/30/2012 Động học Xúc tác 12
  13. KHOA HÓA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM Soá phaân töû cuûa saûn phaåm TOF  (Dieän tích beà maët cuûa chaát xuùc taù c).(Thôøi gian) Hay TOF = số phân tử sản phẩm được tạo thành trên một tâm hoạt tính của chất xúc tác trong một giây (molecules.sec-1). Soá phaân töû cuûa saûn phaåm TOF  (Soá mol cuûa taâm hoaït tính).(Thôøi gian) 8/30/2012 Động học Xúc tác 13
  14. KHOA HÓA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM TOF = số phân tử sản phẩm được tạo thành trên một tâm hoạt tính của chất xúc tác trong một giây (molecules.sec-1). TOT = 1/TOF = thời gian luân chuyển (turnover time), thời gian cần thiết để tạo thành một phân tử sản phẩm (giây, sec). TOR = Tốc độ luân chuyển (Turnover rate) = TOF X Diện tích bề mặt. TON= TOF X Tổng thời gian phản ứng. TON = 1 ( stoichiometry); Trong công nghiệp thì TON >100 mới thỏa mãn yêu cầu. 8/30/2012 Động học Xúc tác 14
  15. KHOA HÓA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM Độ chọn lọc (The Selectivity) Chọn lọc Hóa học X Soá mol saûn phaåm mong muoán Soá mol chaát phaûn öùng ñaõ chuyeån hoùa Chọn lọc lập thể . 8/30/2012 Động học Xúc tác 15
  16. KHOA HÓA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM 8/30/2012 Động học Xúc tác 16
  17. KHOA HÓA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM Độ bền (The Stability) Số năm sử dụng Lượng sản phẩm tạo ra / Lượng xúc tác sử dụng 8/30/2012 Động học Xúc tác 17
  18. KHOA HÓA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM Thành phần của chất xúc tác Tùy thuộc vào loại xúc tác mà thành phần của một chất xúc tác (hệ xúc tác) có thể là: Nguyên tử, phân tử, đơn chất, hợp chất. Thông thường, một hệ xúc tác có thể có các thành phần sau: Pha họat động: tâm hoạt động chính, chất cải tiến (phụ gia). Pha nền (chất mang): để phân tán tâm họat động, bổ trợ tính năng xúc tác và giảm giá thành. Chất phụ trợ. Ví dụ: một hệ xúc tác dị thể thường có: 8/30/2012 Động học Xúc tác 18
  19. KHOA HÓA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM Phân loại xúc tác Chất xúc tác (Catalysts) Chất xúc tác Chất xúc tác Chất xúc tác Dị đồng thể được Chất xúc tác Chất xúc tác đồng thể thể dị thể hóa chuyển pha sinh học (Homogeneous (Heterogeneous (Heterogenized (Phase Transfer (Biocatalysts) catalysts) catalysts) homogeneous catalysts) catalysts) Chất xúc tác của Chất xúc tác hợp chât các Chất xúc tác giá Chất xúc tác axit/bazơ kim loại chuyển mang khối (Bulk (Acid/Base tiếp (Transtion (Supported catalysts) catalysts) metal catalysts) compouds) 8/30/2012 Động học Xúc tác 19
  20. KHOA HÓA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM Cụ thể: Dựa vào trạng thái vật lý, chất xúc tác có ba loại: Khí, gas Lỏng, liquid Rắn, solid Dựa vào chất cấu tạo, chất xúc tác có hai loại: Vô cơ, Inorganic (gases, metals, metal oxides, inorganic acids, bases,..) Hữu cơ, Organic (organic acids, enzymes etc.) 8/30/2012 Động học Xúc tác 20
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

THÔNG TIN
TRỢ GIÚP
HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG
Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2