基础物理化学实验

实验编号：U19S13800

关键词：氯化氢，催化剂，晶体结构，催化机理，催化氧化反应

实验标签：危化工艺，材料科学基础（物化参数测定）

（一）内容介绍

本虚拟仿真实验分为5个模块。模块1，HCl实验室安全；模块2，催化剂的晶体结构与催化机理；模块3，催化剂的制备；模块4，催化氧化反应；模块5，催化剂的表征。

模块1，HCl实验室安全

实验室隐患排查，实验中错误操作引发的事故和发生事故时的应急处理。

模块2，催化剂的晶体结构与催化机理

通过使用Material Studio软件进行催化剂的结构设计以及催化机理的动态分子模型构筑。

模块3，催化剂的制备

模块4，催化氧化反应

本实验所采用的是Deacon实验装置，催化的原料为HCl气体，经催化剂催化氧化生成Cl2。

模块5，催化剂的表征

主要方法有XRD、XPS、BET、SEM。主要探究催化剂的结构。

（二）实验的特色和亮点

本项目团队基于拥有自主知识产权的最新科研成果——“用于HCl催化氧化制备Cl₂的铬基尖晶石型氧化物催化材料”设计了本虚拟仿真实验项目，从催化剂的制备到催化氧化反应过程和机理，将氯化氢催化氧化反应及动力学机理通过虚拟的方式完整展现在学生面前。

本虚拟仿真实验项目的主要目的：

（1）通过仿真技术模拟氯化氢实验室安全事项，虚拟漫游展现氯化氢催化氧化制备氯气反应系统，使学生熟悉危险气体反应装置的搭建及固定床反应器的构造、操作及维护等，树立安全意识。

（2）通过仿真技术使学生在较短时间内完成多种动力学参数对催化剂性能影响的实验，掌握催化反应动力学数据的测定，并在此基础上建立动力学方程，从而对化学动力学相关内容有全面的把握。

（3）通过仿真实验中不同催化剂的系统对比实验，包括：晶体结构、表面反应机理、物理化学性质、催化性能，使学生在类似科研的训练中获得催化剂研究思路，深化对“结构-性质”关联规律的认识，树立根据特定反应设计新型催化剂的创新意识。