中级有机化学实验：综合与设计性实验

实验编号：U19S13700

关键词：电解银，甲醇，催化，微观反应通道

（一）内容介绍

首次将科研成果电解银催化甲醇选择性氧化转化为研究型的“表面催化虚拟仿真实验--银表面甲醇氧化及微观反应通道模拟”项目，把完整的实验过程、关键的实验影响因素、多样化的实验结果、实时活性评价通过虚拟仿真实验的形式完整再现，探索研究型实验关键因素的发现与确定、问题解决途径与方法。

本虚拟仿真实验包括：

（1）甲醇选择性氧化装置原理、系统安全检测、电解银催化甲醇选择性氧化原理、催化剂装填等基础理论知识。

（2）甲醇选择性氧化反应效率测试操作与过程控制，包括反应启动、反应产物的检测、反应条件控制等实训仿真。

（3）催化体系拓展、催化剂失活机制研究以及反应中止等实训仿真。

（4）催化剂结构性质、微观反应通道模拟的虚拟仿真。

（二）实验特色和亮点

本项目借助虚拟仿真技术，通过对电解银催化甲醇选择氧化性能测试、电解银自身结构性质、电解银表面甲醇氧化微观反应通道模拟的虚拟仿真，从原子分子微观层面上理解电解银催化甲醇选择氧化本质，从而实现对实际生产甲醛催化剂失活再生问题的指导解决。注重从表面化学基本知识和原理入手，多方位递进式的教学方法，拓展实践教学的广度和深度，并通过线上、线下混合式的新学习形态，让学生能够方便、快捷一步一步地体验实验过程，巩固所学知识，强化科学研究素养，提升科学思维能力、科学实践能力和解决复杂工程问题能力，培养学生探究科学本质进而解决人类面临的生存、发展挑战的人文情怀，培养学生将自身的发展与社会发展需求相结合的担当精神，具有极高的教学示范意义。

甲醇与空气、水在汽化室内混合，经预热后从上至下通过装有电解银的固定床反应器，甲醇在银表面选择性氧化生成甲醛、碳氧化物和水，生成的产物由经热交换器冷凝、在吸收塔内被水吸收生成甲醛水溶液。