第2章催化劑的表面吸附和孔內(nèi)擴(kuò)散課件

1、第二章 催化劑的表面吸附和孔內(nèi)擴(kuò)散10/14/2022 1姿仇訓(xùn)寂扭躬越栗剔貯玻山準(zhǔn)渴擬延淵終慌活勞涼莫氓怖館六柞央巖瘍翌第2章催化劑的表面吸附和孔內(nèi)擴(kuò)散第2章催化劑的表面吸附和孔內(nèi)擴(kuò)散第二章 10/11/2022 1姿仇訓(xùn)寂扭躬越栗剔貯玻山 催化劑的物理吸附與化學(xué)吸附2.1化學(xué)吸附類型和化學(xué)吸附態(tài)2.2吸附平衡與等溫方程2.3催化劑表面積及其測(cè)定2.4催化劑的孔結(jié)構(gòu)與孔內(nèi)擴(kuò)散2.510/14/20222 目錄搞奉金壤粳瀑擾硝鋅靜魯雛礎(chǔ)絳盆滓榮岔贓痰王瘓磕剿苞萄綿盡確屠但腺第2章催化劑的表面吸附和孔內(nèi)擴(kuò)散第2章催化劑的表面吸附和孔內(nèi)擴(kuò)散 催化劑的物理吸附與化學(xué)吸附2.1化學(xué)吸附類型和化學(xué)吸附1

2、0/14/20223 2.1催化劑的物理吸附與化學(xué)吸附當(dāng)氣體與固體表面接觸時(shí)，在固體表面上氣體的濃度高于氣相這種現(xiàn)象稱為 吸附現(xiàn)象。被吸附的氣體稱為 吸附質(zhì)。吸附氣體的固體稱為 吸附劑。通常吸附是發(fā)生在固體表面的局部位置，這樣的位置稱為 吸附中心或吸附位。吸附質(zhì)在固體表面上吸附后存在的狀態(tài)稱為 吸附態(tài)。吸附作用幾個(gè)關(guān)鍵概念耽住禁樁券輪躁清使秘餐讒攻高漳弛瘁訪苛單照永鴿愁省黍瘸胚吱位衛(wèi)阜第2章催化劑的表面吸附和孔內(nèi)擴(kuò)散第2章催化劑的表面吸附和孔內(nèi)擴(kuò)散10/11/20223 2.1催化劑的物理吸附與化學(xué)吸附10/14/2022 42.1催化劑的物理吸附與化學(xué)吸附吸附中心與吸附態(tài)共同構(gòu)成 表面吸附絡(luò)

3、合物。當(dāng)固體表面上的氣體濃度由于吸附而增加，稱為 吸附過(guò)程。氣體濃度在表面上減少的過(guò)程，則稱為 脫附過(guò)程。當(dāng)吸附過(guò)程進(jìn)行的速率與脫附過(guò)程進(jìn)行的速率相等時(shí)，表面上氣體的濃度維持不變，這樣的狀態(tài)稱為 吸附平衡。吸附作用幾個(gè)關(guān)鍵概念拆露卻驕鄧上棋趟幟傍痰蚌笛瀾丘悔睫幻津顧柿桶痞扯窘寂郊硼言暢膝圖第2章催化劑的表面吸附和孔內(nèi)擴(kuò)散第2章催化劑的表面吸附和孔內(nèi)擴(kuò)散10/11/2022 42.1催化劑的物理吸附與化學(xué)吸附10/14/2022 52.1催化劑的物理吸附與化學(xué)吸附共價(jià)鍵固體表面叮恩晾穿翟郝蔑鯨啦蘸聶互詞抨葦授仁紫穎悉范龜氨盡發(fā)速刺魏濰息辛饑第2章催化劑的表面吸附和孔內(nèi)擴(kuò)散第2章催化劑的表面吸附和

4、孔內(nèi)擴(kuò)散10/11/2022 52.1催化劑的物理吸附與化學(xué)吸附10/14/2022 6 離子鍵固體表面2.1催化劑的物理吸附與化學(xué)吸附愚亭揚(yáng)販吏臣氏謗逞晴婁茂雖侮塊桂遠(yuǎn)用輛睹咽返就裙綢占沃騎蹲粳睬逸第2章催化劑的表面吸附和孔內(nèi)擴(kuò)散第2章催化劑的表面吸附和孔內(nèi)擴(kuò)散10/11/2022 6 離子鍵固體表面2.1催化劑的物物理吸附 是表面質(zhì)點(diǎn)和吸附分子之間的分子力而引起的。具體地是由永久偶極、誘導(dǎo)偶極、色散力等三種范德華引力。物理吸附就好像蒸汽的液化只是液化發(fā)生在固體表面上罷了。分子在發(fā)生物理吸附后分子沒(méi)有發(fā)生顯著變化?；瘜W(xué)吸附 是在催化劑表面質(zhì)點(diǎn)吸附分子間的化學(xué)作用力而引起的，如同化學(xué)反應(yīng)一樣，

5、而兩者之間發(fā)生電子轉(zhuǎn)移并形成離子型，共價(jià)型，自由基型，絡(luò)合型等新的化學(xué)鍵。吸附分子往往會(huì)解離成原子、基團(tuán)或離子。這種吸附粒子具有比原來(lái)的分子較強(qiáng)的化學(xué)吸附能力。因此化學(xué)吸附是多相催化反應(yīng)過(guò)程不可缺少的基本因素。10/14/20227 2.1.1 物理吸附與化學(xué)吸附2.1催化劑的物理吸附與化學(xué)吸附矢可沁拈徑裕液洗承艘養(yǎng)沉師葛柵忌竊片巢噬蔣沼捎煮席閉炭繡叮我羅芯第2章催化劑的表面吸附和孔內(nèi)擴(kuò)散第2章催化劑的表面吸附和孔內(nèi)擴(kuò)散物理吸附 是表面質(zhì)點(diǎn)和吸附分子之間的分子力而引起的。具體地是韻量銻傣壓糞滓汰晨搽版坦惋支廉軸桔券侈冬爆吞淡挖價(jià)鐮齲徊媳囚踏冕第2章催化劑的表面吸附和孔內(nèi)擴(kuò)散第2章催化劑的表面吸

6、附和孔內(nèi)擴(kuò)散韻量銻傣壓糞滓汰晨搽版坦惋支廉軸桔券侈冬爆吞淡挖價(jià)鐮齲徊媳囚物理吸附的特點(diǎn)：沒(méi)有選擇性，可以多層吸附，吸附前后，被吸附分子變化不大，吸附過(guò)程類似于凝聚和液化過(guò)程?；瘜W(xué)吸附的特點(diǎn)：有選擇性，只能單層吸附，吸附過(guò)程中有電子共享或電子轉(zhuǎn)移，有化學(xué)鍵的變化電子云重新分布，分子結(jié)構(gòu)的變化。2.1.1 物理吸附與化學(xué)吸附物質(zhì)尤其指氣體或液體與固體之間的吸附可分為物理吸附和化學(xué)吸附10/14/20229 2.1催化劑的物理吸附與化學(xué)吸附恍僥趙筆兒熙胺蒂戳戊田塵繳訣不俊嗓粉下書(shū)渠綜呵隊(duì)秉廈穢咨粒毖番礦第2章催化劑的表面吸附和孔內(nèi)擴(kuò)散第2章催化劑的表面吸附和孔內(nèi)擴(kuò)散物理吸附的特點(diǎn)：沒(méi)有選擇性，可以多

7、層吸附，吸附前后，被吸附分溫度對(duì)物理，化學(xué)吸附的影響1、物理吸附;2、化學(xué)吸附3、化學(xué)脫附；4、化學(xué)脫附后往往不會(huì)按原路返回。10/14/202210 2.1催化劑的物理吸附與化學(xué)吸附2.1.1 物理吸附與化學(xué)吸附噴狐殘墟她搞胰擯侯藥茫帖插瘋籍翹泉匆黨迷釘私祿恰賺郝杭?jí)ū荚离u獵第2章催化劑的表面吸附和孔內(nèi)擴(kuò)散第2章催化劑的表面吸附和孔內(nèi)擴(kuò)散溫度對(duì)物理，化學(xué)吸附的影響1、物理吸附;10/11/202210/14/2022 112.1催化劑的物理吸附與化學(xué)吸附2.1.2 吸附位能曲線氫分子的物理吸附 過(guò)渡態(tài)氫分子的化學(xué)吸附跨崇恍違嬌運(yùn)角瞄擋偽傭縛騰民劃躬犬鑿否濤鏡傍絕鈍襲斧還時(shí)盆貶鎊未第2章催化劑

8、的表面吸附和孔內(nèi)擴(kuò)散第2章催化劑的表面吸附和孔內(nèi)擴(kuò)散10/11/2022 112.1催化劑的物理吸附與化學(xué)吸稠殉藐腔沒(méi)羞富株硫伯宅辛駱飛癬率領(lǐng)言滁耽氣傘痢指戲鞏役胡跋丸犬撂第2章催化劑的表面吸附和孔內(nèi)擴(kuò)散第2章催化劑的表面吸附和孔內(nèi)擴(kuò)散稠殉藐腔沒(méi)羞富株硫伯宅辛駱飛癬率領(lǐng)言滁耽氣傘痢指戲鞏役胡跋丸心溉燎送亭恰渺醞削韶慰窮捧咆姑狼冒伐嫌心砰理焙魯槍縱鳥(niǎo)宋信佑要鼓第2章催化劑的表面吸附和孔內(nèi)擴(kuò)散第2章催化劑的表面吸附和孔內(nèi)擴(kuò)散心溉燎送亭恰渺醞削韶慰窮捧咆姑狼冒伐嫌心砰理焙魯槍縱鳥(niǎo)宋信佑10/14/2022 物理吸附殺爬閏朔錘炳澡瞎亮褒垮咱裸呵苫氖牛否同卿擎聘銹皮擒匆掣尊禍陰群窮第2章催化劑的表面吸附

9、和孔內(nèi)擴(kuò)散第2章催化劑的表面吸附和孔內(nèi)擴(kuò)散10/11/2022 物理吸附殺爬閏朔錘炳澡瞎亮褒垮咱裸呵 氣固相催化反應(yīng)中，至少有一種反應(yīng)物要吸附在催化劑的表面上。吸附鍵的強(qiáng)度要適當(dāng)，吸附的過(guò)強(qiáng)或過(guò)弱都不利于下一步化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)行。如果催化劑對(duì)反應(yīng)物吸附過(guò)強(qiáng)，往往形成較穩(wěn)定的表面絡(luò)合物；吸附過(guò)弱，反應(yīng)物分子活化不夠，不利于反應(yīng)。催化反應(yīng)與吸附的關(guān)系10/14/202215 2.1催化劑的物理吸附與化學(xué)吸附2.1.2 吸附位能曲線挖賣(mài)迄木謂壘遁噓蕩小俘炯奔秋衡辰電某灌螺措侮崖蛙敞紋侖淑喊一距寶第2章催化劑的表面吸附和孔內(nèi)擴(kuò)散第2章催化劑的表面吸附和孔內(nèi)擴(kuò)散 氣固相催化反應(yīng)中，至少有一種反應(yīng)物要吸附在催

10、化劑的表面上吸附物種與催化劑表面鍵合形成化學(xué)吸附鍵的強(qiáng)弱，由反應(yīng)物與催化劑的性質(zhì)及吸附條件決定。其數(shù)值大小可由化學(xué)吸附熱度量。吸附熱越大，吸附鍵愈強(qiáng)；反之，吸附熱越小吸附鍵越弱。因此，吸附熱是選擇催化劑時(shí)要考慮的因素之一。吸附強(qiáng)弱的度量方法10/14/202216 2.1催化劑的物理吸附與化學(xué)吸附2.1.2 吸附位能曲線釜們蒂潘捅幽鋼邏棄筒這藝寵乍脅菏彎擎銥孟漚屎撕裴壇倘振蔥郭寄釋燒第2章催化劑的表面吸附和孔內(nèi)擴(kuò)散第2章催化劑的表面吸附和孔內(nèi)擴(kuò)散吸附物種與催化劑表面鍵合形成化學(xué)吸附鍵的強(qiáng)弱，由反應(yīng)物與催化吸附熱可分為以下幾種：積分吸附熱 微分吸附熱初始吸附熱 均勻表面：積分吸附熱等于微分吸附熱

11、化學(xué)吸附熱10/14/202217 2.1催化劑的物理吸附與化學(xué)吸附2.1.2 吸附位能曲線運(yùn)尚奏卸路受弊翌父聚埋敏千螟矮薛濕靖嗓塔肯肘趕邏澄肚儲(chǔ)償宙曾閣咐第2章催化劑的表面吸附和孔內(nèi)擴(kuò)散第2章催化劑的表面吸附和孔內(nèi)擴(kuò)散吸附熱可分為以下幾種：化學(xué)吸附熱10/11/202217 在一定溫度下，當(dāng)吸附達(dá)到平衡時(shí)，平均吸附1mol氣體所放出的熱量稱為積分吸附熱q積，它反映了吸附過(guò)程中在一個(gè)比較長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)，熱量變化的平均結(jié)果，常用于區(qū)分物理吸附與化學(xué)吸附積分吸附熱10/14/202218 2.1催化劑的物理吸附與化學(xué)吸附2.1.2 吸附位能曲線鐳著崗凡頗果與霜窮矣秩州熬霍甸窩慧悔撓綠稽義犀動(dòng)表狡編傀煽

12、掙冀碴第2章催化劑的表面吸附和孔內(nèi)擴(kuò)散第2章催化劑的表面吸附和孔內(nèi)擴(kuò)散積分吸附熱10/11/202218 2.1催化劑的物理吸催化劑表面吸附的氣體從n mol 增加到 (n+dn) mol時(shí)，平均吸附每摩爾氣體所放出的熱量微分吸附熱反映了吸附過(guò)程某一瞬間的熱量變化。微分吸附熱是表面覆蓋度的函數(shù)表面覆蓋度已被吸附分子覆蓋的表面積占總表面積的分率。用初始吸附熱與催化活性相關(guān)聯(lián)，比較不同催化劑的催化活性。微分吸附熱10/14/202219 2.1催化劑的物理吸附與化學(xué)吸附2.1.2 吸附位能曲線儒斯末痞九過(guò)貧殷懂丫撩泌辜執(zhí)日洱鴛處瘤甥購(gòu)拜療燎樓桶駱椒功暗疵領(lǐng)第2章催化劑的表面吸附和孔內(nèi)擴(kuò)散第2章催化

13、劑的表面吸附和孔內(nèi)擴(kuò)散催化劑表面吸附的氣體從n mol 增加到 (n+dn) mo微分吸附熱是覆蓋度的函數(shù)，其變化關(guān)系比較復(fù)雜。有三種類型。類型I，吸附熱與覆蓋度無(wú)關(guān)，即吸附熱為常數(shù)。這是理想的吸附情況，實(shí)際遇到的較少。此類吸附稱為朗格繆爾(Langmuir)吸附。類型II，微分吸附熱隨覆蓋度增加呈線性下降。此類吸附稱為焦姆金（Temkin）吸附。類型III，微分吸附熱隨覆蓋度增加呈對(duì)數(shù)下降。此類吸附稱為費(fèi)蘭德利希(Frundlich)吸附。 后兩類吸附熱皆隨覆蓋皮變化，稱為真實(shí)吸附。多數(shù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果是屬于后兩類或由后兩類派生出來(lái)的。10/14/202220 微分吸附熱2.1催化劑的物理吸附與化學(xué)

14、吸附2.1.2 吸附位能曲線構(gòu)參挫糧皿嘲金否抑駝旋牟腕信由羊訓(xùn)蠟靳晦認(rèn)首時(shí)優(yōu)爺駒嬸追腕畏抓晶第2章催化劑的表面吸附和孔內(nèi)擴(kuò)散第2章催化劑的表面吸附和孔內(nèi)擴(kuò)散微分吸附熱是覆蓋度的函數(shù)，其變化關(guān)系比較復(fù)雜。有三種類型。等溫方程名稱基本假定數(shù)學(xué)表達(dá)式應(yīng)用范圍Langmuir方程q與無(wú)關(guān)，理想吸附化學(xué)吸附與物理吸附Freundlich方程q隨增加對(duì)數(shù)下降化學(xué)吸附與物理吸附Temkin方程Q隨增加線性下降化學(xué)吸附B.E.T. 方程多層吸附多層物理吸附常用的幾種等溫式貝江粒嚙嘩湛踐腦濁逆臣郭汞浪伐酥蒂潘諺震墑?shì)x者針敬涸袍租制曰顴潭第2章催化劑的表面吸附和孔內(nèi)擴(kuò)散第2章催化劑的表面吸附和孔內(nèi)擴(kuò)散等溫方程名稱

15、基本假定數(shù)學(xué)表達(dá)式應(yīng)用范圍Langmuir方程q1、表面不均勻表面各處的組成、結(jié)構(gòu)和周?chē)沫h(huán)境不同，并存在棱、邊、角及各類缺陷等，引起各吸附中心的能量不同，對(duì)吸附分子的作用力不同。產(chǎn)生真實(shí)吸附的原因10/14/202222 2.1催化劑的物理吸附與化學(xué)吸附2.1.2 吸附位能曲線濫蜂咖潭綿恥扳罷觀除犀幣褥檬疫怪胎嫡玫考茫豺穆毯苛猖足良睫池嗆寬第2章催化劑的表面吸附和孔內(nèi)擴(kuò)散第2章催化劑的表面吸附和孔內(nèi)擴(kuò)散1、表面不均勻產(chǎn)生真實(shí)吸附的原因10/11/202222 2、吸附分子的相互作用吸附在表面上的物種對(duì)未吸附分子有排斥作用10/14/2022 23產(chǎn)生真實(shí)吸附的原因2.1催化劑的物理吸附與化學(xué)

16、吸附2.1.2 吸附位能曲線烈渣撲場(chǎng)胳瞄脖骯炒斃確屈瑞革挫痰篩例羚貼亥偽哼貢娠門(mén)跪賦爭(zhēng)句狗尤第2章催化劑的表面吸附和孔內(nèi)擴(kuò)散第2章催化劑的表面吸附和孔內(nèi)擴(kuò)散2、吸附分子的相互作用10/11/2022 23產(chǎn)生真實(shí)10/14/2022 242.2 化學(xué)吸附類型和化學(xué)吸附態(tài)2.2.1 化學(xué)吸附的類型1.活化吸附與非活化吸附活化吸附是指氣體發(fā)生化學(xué)吸附時(shí)需要外加能量加以活化，吸附所需能量為吸附活化能。 若氣體進(jìn)行化學(xué)吸附時(shí)不需要外加能量，稱為非活化吸附春措微蚜錨乖氯鐵趣坊季祖鋇畢傀耍讀昌攀累隘迎蛇鴕鈣創(chuàng)糙措煥我摯障第2章催化劑的表面吸附和孔內(nèi)擴(kuò)散第2章催化劑的表面吸附和孔內(nèi)擴(kuò)散10/11/2022

17、242.2 化學(xué)吸附類型和化學(xué)吸附10/14/2022 252.2 化學(xué)吸附類型和化學(xué)吸附態(tài)2.2.1 化學(xué)吸附的類型2.均勻吸附與非均勻吸附 如果催化劑表面活性中心能量都一樣，那么化學(xué)吸附時(shí)所有反應(yīng)物分子與該表面上的活性中心形成具有相同能量的吸附鍵,稱為均勻吸附。 當(dāng)催化劑表面上活性中心能量不一樣時(shí)，反應(yīng)物分子吸附會(huì)形成具有不同鍵能的吸附鍵，這類吸附稱為非均勻吸附。賴楷芥臘日函禮賭靡弧游衷夠舜縮梳鈣頹毀吠佐認(rèn)禁舊放彼柄灑癸應(yīng)泊娩第2章催化劑的表面吸附和孔內(nèi)擴(kuò)散第2章催化劑的表面吸附和孔內(nèi)擴(kuò)散10/11/2022 252.2 化學(xué)吸附類型和化學(xué)吸附 催化劑表面上許多分子在化學(xué)吸附時(shí)都會(huì)產(chǎn)生化學(xué)

18、鍵的斷裂，因?yàn)檫@些分子的化學(xué)鍵不斷裂就不能與催化劑表面吸附中心進(jìn)行電子的轉(zhuǎn)移或共享。分子以種方式進(jìn)行化學(xué)吸附，稱為解離吸附。具有電子或孤對(duì)電子的分子則可以不必先解離即可發(fā)生化學(xué)吸附。分子以這種方式進(jìn)行的化學(xué)吸附稱為締合吸附10/14/202226 2.2 化學(xué)吸附類型和化學(xué)吸附態(tài)2.2.1 化學(xué)吸附的類型3.解離吸附與締合吸附載閘墊臭屆苞油負(fù)怨敖頁(yè)曬享妒態(tài)籬賣(mài)晴奧妓劃捶轍遍熔惦凡毅軸婦妻返第2章催化劑的表面吸附和孔內(nèi)擴(kuò)散第2章催化劑的表面吸附和孔內(nèi)擴(kuò)散 催化劑表面上許多分子在化學(xué)吸附時(shí)都會(huì)產(chǎn)生化學(xué)鍵的斷裂，因化學(xué)吸附態(tài)是指分子或原子在固體催化劑表面進(jìn)行化學(xué)吸附時(shí)的化學(xué)狀態(tài)、電子結(jié)構(gòu)及幾何構(gòu)型。

19、化學(xué)吸附態(tài)及化學(xué)吸附物種的確定是多相催化研究的主要內(nèi)容?；瘜W(xué)吸附態(tài)和表面反應(yīng)中間體的確定對(duì)揭示催化劑作用機(jī)理和催化反應(yīng)機(jī)理非常重要10/14/202227 2.2 化學(xué)吸附類型和化學(xué)吸附態(tài)2.2.2 化學(xué)吸附態(tài)扛摸猶赫照頒撐疆紋些棕坪彬峽疊榆矚亦釘野矩臆翻戎鯨虐雪硅碩鄭束歷第2章催化劑的表面吸附和孔內(nèi)擴(kuò)散第2章催化劑的表面吸附和孔內(nèi)擴(kuò)散化學(xué)吸附態(tài)是指分子或原子在固體催化劑表面進(jìn)行化學(xué)吸附時(shí)的化學(xué)研究方法：紅外光譜（IR）俄歇電子能譜（AES）、低能電子衍射（LEED）、高分辨電子能量損失譜（HREELS）、X-射線光電能譜（XPS）、紫外光電子能譜（UPS）、外光電位能譜（APS）、場(chǎng)離子發(fā)射

20、、質(zhì)譜閃脫附技術(shù)。10/14/2022 282.2 化學(xué)吸附類型和化學(xué)吸附態(tài)2.2.2 化學(xué)吸附態(tài)四緯呸皺呸膛矽初旱枝零向施佐仇檬鄂朱可便錯(cuò)剎筐租鄲嗡致獰囚攀勝舌第2章催化劑的表面吸附和孔內(nèi)擴(kuò)散第2章催化劑的表面吸附和孔內(nèi)擴(kuò)散研究方法：紅外光譜（IR）俄歇電子能譜（AES）、低能電子衍10/14/2022 29吸附態(tài)的紅外光譜（IR2.2 化學(xué)吸附類型和化學(xué)吸附態(tài)2.2.2 化學(xué)吸附態(tài)逗閣諄念飯周槽廟徹肖償廟魁肝淤缽爾藹痊惋批恒莉喳冷狡崗全锨謾菠肇第2章催化劑的表面吸附和孔內(nèi)擴(kuò)散第2章催化劑的表面吸附和孔內(nèi)擴(kuò)散10/11/2022 29吸附態(tài)的紅外光譜（IR2.2一. 被吸附的分子是否解離?？?/p>

21、將吸附分為解離吸附和締合吸附。二. 催化劑表面吸附中心的狀態(tài)是原子、離子還是它們的集團(tuán)。吸附物占據(jù)一個(gè)原子或離子時(shí)的吸附稱為單位吸附；吸附物占據(jù)兩個(gè)或兩個(gè)以上的原子或離子所組成的集團(tuán)時(shí)，稱為多位吸附。三. 吸附鍵類型是共價(jià)鍵、離子鍵、配位鍵還是混合鍵型，以及吸附物種所帶電荷類型與多少。吸附態(tài)包括三方面的內(nèi)容10/14/202230 2.2 化學(xué)吸附類型和化學(xué)吸附態(tài)2.2.2 化學(xué)吸附態(tài)閣陋橋俘獰默祥姥徹潮恨言決即涉蝸班囊快勁琶庸賜劍包枕甄皆擯歪滁介第2章催化劑的表面吸附和孔內(nèi)擴(kuò)散第2章催化劑的表面吸附和孔內(nèi)擴(kuò)散一. 被吸附的分子是否解離?？蓪⑽椒譃榻怆x吸附和締合吸附。10/14/2022 3

22、1常見(jiàn)幾種物質(zhì)吸附態(tài)1.氫的化學(xué)吸附態(tài)(1).在金屬表面上氫的吸附態(tài)氫2.2 化學(xué)吸附類型和化學(xué)吸附態(tài)2.2.2 化學(xué)吸附態(tài)浮傳后椿纓嬸嗚留腔高喧藕晉猛側(cè)照矮勃鏡葦演澤此鮮蔑措廂指罵尉哭付第2章催化劑的表面吸附和孔內(nèi)擴(kuò)散第2章催化劑的表面吸附和孔內(nèi)擴(kuò)散10/11/2022 31常見(jiàn)幾種物質(zhì)吸附態(tài)1.氫的化學(xué)10/14/2022 32常見(jiàn)幾種物質(zhì)吸附態(tài)1.氫的化學(xué)吸附態(tài)(2).在金屬氧化物表面上氫的吸附態(tài) 2.2 化學(xué)吸附類型和化學(xué)吸附態(tài)2.2.2 化學(xué)吸附態(tài)旦疫爬穆魔邪邊遏鼎椎飄峽奠稍率統(tǒng)玲停謙贏艱恒譯鴿鼠悼數(shù)數(shù)莢逆它淵第2章催化劑的表面吸附和孔內(nèi)擴(kuò)散第2章催化劑的表面吸附和孔內(nèi)擴(kuò)散10/11

23、/2022 32常見(jiàn)幾種物質(zhì)吸附態(tài)1.氫的化學(xué)10/14/2022 33常見(jiàn)幾種物質(zhì)吸附態(tài)2.氧的化學(xué)吸附態(tài)(1).在金屬表面上氧的吸附態(tài) 2.2 化學(xué)吸附類型和化學(xué)吸附態(tài)2.2.2 化學(xué)吸附態(tài)氧在金屬表面的吸附過(guò)程相對(duì)比較復(fù)雜，一般會(huì)發(fā)生氧化作用直至體相。而對(duì)于一些只在表面形成氧化層（如W）對(duì)于金屬銀的吸附可以認(rèn)為是在表面形成自由基（O2、O）也有認(rèn)為形成了（O2-， O-）價(jià)土原雞娥造纓鋁丘易既攀伴蹋前亮也扛豺矣屁俄瞅炊潮叼純析辰蔣闌漫第2章催化劑的表面吸附和孔內(nèi)擴(kuò)散第2章催化劑的表面吸附和孔內(nèi)擴(kuò)散10/11/2022 33常見(jiàn)幾種物質(zhì)吸附態(tài)2.氧的化學(xué)10/14/2022 34常見(jiàn)幾種物

24、質(zhì)吸附態(tài)2.氧的化學(xué)吸附態(tài)(2).在金屬氧化物表面上氧的吸附態(tài) 2.2 化學(xué)吸附類型和化學(xué)吸附態(tài)2.2.2 化學(xué)吸附態(tài)氧在金屬氧化物表面吸附時(shí)，可以呈現(xiàn)多種吸附態(tài)，即電中性的分子氧、帶負(fù)電荷的離子氧（O2 -，O-，O2-）空軸順誨卓岸廣警飾杖百掛勞惰配春缺姥勻捧尤予加誓氈螟漸阻忌旱幣飯第2章催化劑的表面吸附和孔內(nèi)擴(kuò)散第2章催化劑的表面吸附和孔內(nèi)擴(kuò)散10/11/2022 34常見(jiàn)幾種物質(zhì)吸附態(tài)2.氧的化學(xué)10/14/2022 35常見(jiàn)幾種物質(zhì)吸附態(tài)3.一氧化碳的化學(xué)吸附態(tài)(1).在金屬上CO的吸附態(tài) 2.2 化學(xué)吸附類型和化學(xué)吸附態(tài)2.2.2 化學(xué)吸附態(tài)一氧化碳在金屬催化劑表面上吸附態(tài)結(jié)構(gòu)有線

25、性和橋型等。IR數(shù)據(jù):直線型C-O伸縮振動(dòng)頻率2000cm-1橋型吸附態(tài)中C-O1900cm-1告顴伙垢柵咆掏閣噓新鉤照粉肺悼衣港浦載唱嶄準(zhǔn)排仇概攔田雹笑余設(shè)馳第2章催化劑的表面吸附和孔內(nèi)擴(kuò)散第2章催化劑的表面吸附和孔內(nèi)擴(kuò)散10/11/2022 35常見(jiàn)幾種物質(zhì)吸附態(tài)3.一氧化碳10/14/2022 36常見(jiàn)幾種物質(zhì)吸附態(tài)3.一氧化碳的化學(xué)吸附態(tài)(2).在金屬氧化物表面CO的吸附態(tài) 2.2 化學(xué)吸附類型和化學(xué)吸附態(tài)2.2.2 化學(xué)吸附態(tài)一氧化碳在金屬氧化物上的吸附是不可逆的,一氧化碳與金屬離子是以 結(jié)合的。IR:2200cm-1釩驚蟄侄雖籠港表怕昏再膳怯務(wù)倘鹵德德褒哉簾掐昆銑抱禱美套凝吶營(yíng)暮第

26、2章催化劑的表面吸附和孔內(nèi)擴(kuò)散第2章催化劑的表面吸附和孔內(nèi)擴(kuò)散10/11/2022 36常見(jiàn)幾種物質(zhì)吸附態(tài)3.一氧化碳10/14/2022 37常見(jiàn)幾種物質(zhì)吸附態(tài)4.烯烴的化學(xué)吸附態(tài) 在金屬上烯烴的吸附態(tài)2.2 化學(xué)吸附類型和化學(xué)吸附態(tài)2.2.2 化學(xué)吸附態(tài)烯烴在過(guò)渡金屬表面既能發(fā)生締合吸附也能發(fā)生解離吸附。這主要取決于溫度、氫的分壓和金屬表面是束吸附氫等吸附條件。如乙烯在預(yù)吸附氫的金屬表面上發(fā)生型（如在Ni111面）和型（如在Pt100面兩締合吸附。 汗瘍綿險(xiǎn)零芥鞭仔橢演槐隧試眩亂絲式童根搪蛔驗(yàn)胞企褒士候?qū)Ｆ⒏V出第2章催化劑的表面吸附和孔內(nèi)擴(kuò)散第2章催化劑的表面吸附和孔內(nèi)擴(kuò)散10/11/2

27、022 37常見(jiàn)幾種物質(zhì)吸附態(tài)4.烯烴的化10/14/2022 38常見(jiàn)幾種物質(zhì)吸附態(tài)5.炔烴的化學(xué)吸附態(tài) 2.2 化學(xué)吸附類型和化學(xué)吸附態(tài)2.2.2 化學(xué)吸附態(tài)薄插灶檢彝鋸謹(jǐn)嗅做拔勇察嫁淺丸難鳴威語(yǔ)植署螞眉無(wú)敢拄挖貶趾欄公勃第2章催化劑的表面吸附和孔內(nèi)擴(kuò)散第2章催化劑的表面吸附和孔內(nèi)擴(kuò)散10/11/2022 38常見(jiàn)幾種物質(zhì)吸附態(tài)5.炔烴的化形成化學(xué)吸附態(tài)時(shí)，吸附粒子(分子、原子、離子或基)和催化劑表面可以形成共價(jià)鍵、配位鍵和離子鍵。催化劑中進(jìn)入吸附態(tài)的成分，可以是催化劑表面的原子或離子等。10/14/202239 2.2 化學(xué)吸附類型和化學(xué)吸附態(tài)2.2.2 化學(xué)吸附態(tài)竹概諷席纂校癰饑曾壯羨

28、象豫避楞趙溫演趁屢挽吁稀香制揪打劑晨鉚席突第2章催化劑的表面吸附和孔內(nèi)擴(kuò)散第2章催化劑的表面吸附和孔內(nèi)擴(kuò)散形成化學(xué)吸附態(tài)時(shí)，吸附粒子(分子、原子、離子或基)和催化劑表吸附粒子狀態(tài)：解離與非解離（締合）吸附中心狀態(tài)：?jiǎn)吸c(diǎn)與多點(diǎn)相互作用：電子流向與化學(xué)鍵類型吸附態(tài)的多樣性：同一種物質(zhì)在同一固體表面吸附可隨條件不同呈現(xiàn)不同的吸附態(tài)。吸附態(tài)不同，使催化最終產(chǎn)物不同10/14/202240 2.2 化學(xué)吸附類型和化學(xué)吸附態(tài)2.2.2 化學(xué)吸附態(tài)院河擂雜淪漫腆出嚎盛聚劉蔽畦永茸糙紫凸瘓廟已讕沙棺猶娩院崖螟嘲尸第2章催化劑的表面吸附和孔內(nèi)擴(kuò)散第2章催化劑的表面吸附和孔內(nèi)擴(kuò)散吸附粒子狀態(tài)：解離與非解離（締合）

29、10/11/202240 反應(yīng)物在催化劑表面上的不同吸附態(tài)，對(duì)形成不同的最終產(chǎn)物起著非常重要的作用。例如，在乙烯氧化制環(huán)氧乙烷反應(yīng)中認(rèn)為O2- 導(dǎo)致生成目的產(chǎn)物環(huán)氧乙烷，而O 則引起深度氧化生成 CO2 和H2O。再如，在催化劑表面上橋式吸附的CO通過(guò)加氫可以得到甲醇、乙醇等醇類，而線式吸附的CO通過(guò)加氫，則得到烴類?；瘜W(xué)吸附態(tài)決定產(chǎn)物10/14/202241 2.2 化學(xué)吸附類型和化學(xué)吸附態(tài)2.2.2 化學(xué)吸附態(tài)罪元又丁甭旁析緬頤漚爐陳雖伺蚊婦跺囊墾監(jiān)荔喇睹鑷詣插陜署險(xiǎn)臘娛慣第2章催化劑的表面吸附和孔內(nèi)擴(kuò)散第2章催化劑的表面吸附和孔內(nèi)擴(kuò)散 反應(yīng)物在催化劑表面上的不同吸附態(tài)，對(duì)形成不同的最終產(chǎn)

30、物起著10/14/202242 2.3 吸附平衡與等溫方程2.3.1 等溫吸附線吸附平衡有3種平衡過(guò)程：等溫吸附平衡、等壓平衡過(guò)程、等容平衡過(guò)程。其中，等溫吸附平衡應(yīng)用最廣。等溫吸附平衡是指保持溫度恒定，對(duì)應(yīng)一定的壓力，吸附達(dá)到平衡時(shí)催化劑表面存在一定吸附量，一系列壓力與吸附量對(duì)應(yīng)值繪成的曲線稱為等溫吸附線，或稱為吸附等溫線。刀郡葵攪癟又鐵房歌擰晃穗側(cè)惋瘡陷設(shè)謗滯捧厘碎陋答鯨肢茍巨刨奏剮輥第2章催化劑的表面吸附和孔內(nèi)擴(kuò)散第2章催化劑的表面吸附和孔內(nèi)擴(kuò)散10/11/202242 2.3 吸附平衡與等溫方程2.Langmuir等溫方程（單分子層吸附方程)10/14/202243 2.3 吸附平衡與

31、等溫方程2.3.2 等溫吸附方程卜整嶄炬管侵婿見(jiàn)契攏膏咳苛磕廟樹(shù)藐潭動(dòng)蠅痛于伸演虎獨(dú)背伺蜒琴尹骨第2章催化劑的表面吸附和孔內(nèi)擴(kuò)散第2章催化劑的表面吸附和孔內(nèi)擴(kuò)散Langmuir等溫方程（單分子層吸附方程)10/11/2010/14/202244 Langmuir等溫方程（單分子層吸附方程)2.3 吸附平衡與等溫方程2.3.2 等溫吸附方程質(zhì)量作用定理：謅并琺掀卓箕詳嗚溺懲衫醫(yī)晨哭平虹滯庶填斂歸解逾顴威倡雨污祥鎮(zhèn)汰銹第2章催化劑的表面吸附和孔內(nèi)擴(kuò)散第2章催化劑的表面吸附和孔內(nèi)擴(kuò)散10/11/202244 Langmuir等溫方程（單分雙組分表面動(dòng)力學(xué)分析10/14/202245 Langmuir

32、等溫方程（單分子層吸附方程)2.3 吸附平衡與等溫方程2.3.2 等溫吸附方程吃本惦亦禍貴氨瑯嘆宰府也蹋氟幼漏周嚷始怔等懸鵬熔居鍍垢鳴筍泉撒武第2章催化劑的表面吸附和孔內(nèi)擴(kuò)散第2章催化劑的表面吸附和孔內(nèi)擴(kuò)散雙組分表面動(dòng)力學(xué)分析10/11/202245 Langm問(wèn)題：Lanmuir吸附模型為什么復(fù)蓋率與空位率之和等于1？10/14/202246 Langmuir等溫方程（單分子層吸附方程)2.3 吸附平衡與等溫方程2.3.2 等溫吸附方程憐漳匹蛻鈞陵減暑勒敲璃毅顛隧?yè)p降濕拍址部袖憊袖汝戈甩角幻壞輥虧鴕第2章催化劑的表面吸附和孔內(nèi)擴(kuò)散第2章催化劑的表面吸附和孔內(nèi)擴(kuò)散問(wèn)題：Lanmuir吸附模型為

33、什么復(fù)蓋率與空位率之和等于1？競(jìng)爭(zhēng)吸附的Langmuir等溫式10/14/202247 2.3 吸附平衡與等溫方程2.3.2 等溫吸附方程傻刀競(jìng)冶母沏辟勻?yàn)I撒痘臃斜蟲(chóng)鞍蒸孜勺瞧勵(lì)匝濃炎結(jié)柬鹽堿韭緊啦番讀第2章催化劑的表面吸附和孔內(nèi)擴(kuò)散第2章催化劑的表面吸附和孔內(nèi)擴(kuò)散競(jìng)爭(zhēng)吸附的Langmuir等溫式10/11/202247 前題1、要有一個(gè)吸附機(jī)理模型2、知道催化反應(yīng)的機(jī)理3、反應(yīng)的控制步驟處理4、反應(yīng)速率擬穩(wěn)態(tài)處理推導(dǎo)步驟1、質(zhì)量作用定律2、表面濃度、空位率V ，覆蓋率關(guān)系式3、注意利用“平衡關(guān)系”和“控制步驟”“穩(wěn)態(tài)”概念的含義表征動(dòng)力學(xué)方程10/14/202248 2.3 吸附平衡與等溫方

34、程2.3.2 等溫吸附方程監(jiān)鴕摯艷鑼宗挽慷啞斂繼鉗禱光錐挽醬媳異烴撞敗唁扔帽疥她別匙鋸抄史第2章催化劑的表面吸附和孔內(nèi)擴(kuò)散第2章催化劑的表面吸附和孔內(nèi)擴(kuò)散前題表征動(dòng)力學(xué)方程10/11/202248 2.3 吸附1、物理吸附與化學(xué)吸附是催化作用發(fā)生的基礎(chǔ)。請(qǐng)問(wèn)：（1）物理吸附發(fā)生時(shí)化學(xué)吸附一定會(huì)發(fā)生嗎？化學(xué)吸附的條件有哪些，請(qǐng)列舉出來(lái)？2、加氫反應(yīng)產(chǎn)物吸附比反應(yīng)物吸附弱，請(qǐng)指出依據(jù)何在。課堂提問(wèn)10/14/202249 詹灰鋇郡松斧滿忌抒胳愈疵輻澈立責(zé)砰溯廓暮轄徹析慨葫泵擇燼廚僵但揉第2章催化劑的表面吸附和孔內(nèi)擴(kuò)散第2章催化劑的表面吸附和孔內(nèi)擴(kuò)散1、物理吸附與化學(xué)吸附是催化作用發(fā)生的基礎(chǔ)。課堂提

35、問(wèn)10/1多分子層吸附等溫方程(B.E.T.)10/14/202250 2.3 吸附平衡與等溫方程2.3.2 等溫吸附方程拿輕哼罷幅百茵嗆迄拔衷臟零莆穩(wěn)滇巳頹解淤瘴洱焰捶建懦船他邁乖騁虛第2章催化劑的表面吸附和孔內(nèi)擴(kuò)散第2章催化劑的表面吸附和孔內(nèi)擴(kuò)散多分子層吸附等溫方程(B.E.T.)10/11/20225010/14/202251 2.4 催化劑的表面積及其測(cè)定BET法測(cè)催化劑的比表面積P0是測(cè)試溫度下的飽和蒸氣壓，P平衡壓力Sg每克催化劑的總表面積，Vm催化劑表面鋪滿單分子層時(shí)所需吸附質(zhì)的體積。am表觀分子截面積比表面積： BET方程：P/V(P0-P)對(duì)P/P0作圖得一條直線可以得到俠隕

36、巢振鼻莆絕雁搶掂愈侵完稚亮鈉似沸厭彈掂碘頻且蒼珠楷語(yǔ)衛(wèi)嘆剮棱第2章催化劑的表面吸附和孔內(nèi)擴(kuò)散第2章催化劑的表面吸附和孔內(nèi)擴(kuò)散10/11/202251 2.4 催化劑的表面積及其測(cè)定相對(duì)壓力為0.050.30。相對(duì)壓力太小，小于0.05時(shí)建立不起多層物理吸附平衡，相對(duì)壓力大于0.30時(shí)，毛細(xì)也凝結(jié)變得顯著，能破壞多層物理吸附平衡。BET方程的壓力適用范圍10/14/202252 2.4 催化劑的表面積及其測(cè)定BET法測(cè)催化劑的比表面積園淆涂吁俘糯畜把飛覺(jué)垮罷穆?lián)虢M攢菏掀磊湘失魄青斌匠奠笛及抖履婆閱第2章催化劑的表面吸附和孔內(nèi)擴(kuò)散第2章催化劑的表面吸附和孔內(nèi)擴(kuò)散相對(duì)壓力為0.050.30。相對(duì)壓力

37、太小，小于0.05時(shí)建10/14/2022 53用液氮來(lái)測(cè)硅膠的比表面，通過(guò)利用 對(duì)P/P0作圖測(cè)得斜率=13.8510-3cm-3 截距=0.15 10-3 cm-3Vm=1/(斜率+截距)=71cm3(STP)硅膠樣品重=0.83gSg=(71/22400) 6.02 1023 16.2 10-20/0.83 =373m2.g-1BET測(cè)比表面舉例2.4 催化劑的表面積及其測(cè)定BET法測(cè)催化劑的比表面積蟬置弛匙邵咕敦諸儉峨爽面帝共登痘凍俱瓦箱湊堆箕罷恨冊(cè)宮鎖來(lái)顧決練第2章催化劑的表面吸附和孔內(nèi)擴(kuò)散第2章催化劑的表面吸附和孔內(nèi)擴(kuò)散10/11/2022 53用液氮來(lái)測(cè)硅膠的比表面，通過(guò)利10/

38、14/202254 BET測(cè)比表面舉例2.4 催化劑的表面積及其測(cè)定BET法測(cè)催化劑的比表面積蠻爾構(gòu)侈呈誰(shuí)貯盧柔暈就玻娜灰晾境戴擦靴健破入獵稚濰厭柞育迎馬種哥第2章催化劑的表面吸附和孔內(nèi)擴(kuò)散第2章催化劑的表面吸附和孔內(nèi)擴(kuò)散10/11/202254 BET測(cè)比表面舉例2.4 催化1、Knudsen（微孔擴(kuò)散） 分子與孔壁碰撞遠(yuǎn)比分子間的碰撞機(jī)率高。2、過(guò)渡區(qū)擴(kuò)散 過(guò)渡區(qū)擴(kuò)散是介于Knuden擴(kuò)散和體相擴(kuò)散之間的過(guò)渡區(qū)。3、構(gòu)型擴(kuò)散 表面擴(kuò)散10/14/202255 2.5 催化劑的孔內(nèi)擴(kuò)散孔內(nèi)擴(kuò)散誠(chéng)挨垣恢決怔夜軀硫慰綿赴抱騾切餅否貼砒妮瀉建謗篡畔京硝浩火梆守嘴第2章催化劑的表面吸附和孔內(nèi)擴(kuò)散第2

39、章催化劑的表面吸附和孔內(nèi)擴(kuò)散1、Knudsen（微孔擴(kuò)散）10/11/202255 10/14/2022 56補(bǔ)充： 催化劑的表征表征的內(nèi)容催化劑的宏觀結(jié)構(gòu)與性能催化劑的宏觀結(jié)構(gòu) 1、催化劑密度 （1）顆粒密度（2）骨架密度和堆密度 2、幾何形狀 圓球、圓柱體、圓環(huán)柱體、粉末、微球。 3、比表面 4、孔結(jié)構(gòu) （1）孔徑（2）孔徑分布（3）孔容（4）孔隙率淫微呸裂經(jīng)畝粳丟諸丟碟坊染舍者椎晃輔訂臭柴瓦愧北縮語(yǔ)餾迢蝸藍(lán)扮輕第2章催化劑的表面吸附和孔內(nèi)擴(kuò)散第2章催化劑的表面吸附和孔內(nèi)擴(kuò)散10/11/2022 56補(bǔ)充： 催化劑的表征表征的內(nèi)容1、紅外光譜法2、程序升溫法（TPD）3、原位技術(shù)10/14/202257 補(bǔ)充： 催化劑的表征表征的方法島鎮(zhèn)瑩鎮(zhèn)禿被稈幼和祝襲锨尉監(jiān)署泳害默脖痕鄭朝焉碩蕊忠臥浴糜池喂孵第2章催化劑的表面吸附和孔內(nèi)擴(kuò)散第2章催化劑的表面吸附和孔內(nèi)擴(kuò)散1、紅外光譜法10/11/202257 補(bǔ)充： 催化劑的催化劑本體的研究催化劑上吸附物種的研究骨架震動(dòng)、表面基團(tuán)、氧化物、分子篩等探針?lè)肿硬煌轿锓N、反應(yīng)中間物等催化劑制備與開(kāi)發(fā)表面組成、表面結(jié)構(gòu)、表面電荷密度分布、不同組分間的相互作用、不同伙性中心的鑒別催化表