催化剂的基本性能要求--选择性

 选择性

       催化剂并不是对热力学允许的所有化学反应都能起作用，而是特别有效地加速平行反应或连串反应中的一个反应。催化剂对这类复杂反应有选择地发生催化作用的性能，就称为催化剂的选择性。

      例如，对于反应aA→bB+cC+dD+⋯⋯反应物A的转化率可由式（1-34）计算。产物B的单程收率ZB为：

                         (1-35)

式中 NB--产物B的物质的量；

a、b-分别为反应物A及产物B的化学计量数。

对产物B而言，产物B的选择性就是其单程收率与反应物A的转化率的比值，即：

                  (1-36)

同样，反应产物C的单程收率和选择性分别为：

                         (1-37)

                      (1-38)

反应产物D的单程收率及选择性分别为：

                         (1-39)

                     (1-40)

举例来说，用Al2O3催化剂进行乙醇脱水制乙烯时，每通入10mol乙醇，可生成9mol 乙烯，剩余0.5mol乙醇，这时乙醇的转化率为：

乙烯的单程收率为：

乙烯的选择性为：

表示催化剂选择性的另一种方法是采用选择性因子，其定义是：

                            (1-41)

式中  S1-选择性因子；

k1- 一主反应的表观反应速率常数或真实反应速率常数；

k2- 副反应的表观反应速率常数或真实反应速率常数。

以一氧化碳加氢反应为例，一氧化碳在催化剂作用下可以转化为甲醇（联醇反应），也可进一步转化为甲烷（甲烷化反应），即：

CO→[k1]2H2CH3OH→[k2]H2CH4+H2O

如果使用有高度选择性的联醇催化剂，就可控制反应主要发生在生成甲醇的这一步，而减少副产物甲烷的生成，这时选择性因子为：

                           (1-42)

式中 S联醇-联醇催化剂的选择性因子；

k1--CO转化为CH3OH的反应速率常数；

k2-CH3OH转化为CH4的反应速率常数。

      用选择性因子表示催化剂选择性的方法主要用于催化理论研究中。这种用真实反应速率常数比表示的选择性因子，又称为固有选择性，因为它只决定于催化剂的种类和组成，而不包括其他影响因素。

     工业催化过程中，除主反应外，常伴有某种程度的副反应，因此选择性总是小于100％。一方面，催化剂的选择作用在工业上具有特殊意义，选择某种催化剂，就有可能合成出某一特定产品；另一方面，催化剂有优良的反应选择性，就可减少原料消耗和减少反应后处理工序。

     有时，催化剂的活性与选择性不能同时满足时，就应根据工业生产过程的要求综合考虑。如果反应原料昂贵或产物与副产物很难分离，最好选用高选择性催化剂；反之，如原料价廉而原料与产物易于分离，则宜采用高活性（即高转化率）的催化剂。

产品展示

产品详情：

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