催化原理总结

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金属催化剂的催化原理

金属催化剂的催化原理

金属催化剂的催化原理
金属催化剂的催化原理可以分为两个步骤:吸附和反应。

1. 吸附:金属催化剂通常能够吸附反应物分子,使其吸附在金属表面上。

这是由于金属表面的活性位点可以与反应物分子相互作用并形成化学键。

吸附有助于增加反应物的有效浓度,促使反应发生。

2. 反应:吸附在金属表面上的反应物分子可以与其他反应物分子发生反应,生成产物。

金属催化剂能够提供活化能,使反应物分子之间的化学键断裂和形成更容易。

另外,金属催化剂也可以在反应过程中参与反应,形成中间体或生成活性物种,帮助加速反应速率。

金属催化剂的催化原理还与金属的电子结构有关。

金属催化剂通常具有一定的电子密度和可调节的反键电子,这些特性使金属具有一定的催化活性。

金属催化剂的选择性和活性可以通过金属种类、表面结构、晶体面、孔隙结构等参数进行调节。

总结起来,金属催化剂通过吸附和反应的过程,利用金属表面上的活性位点来降低化学反应的活化能,提高反应速率,并且由于它们的可调节性和选择性,可以实现特定反应的催化控制。

三元催化的工作原理

三元催化的工作原理

三元催化的工作原理三元催化是一种常见的催化反应,指在反应中同时存在三种催化剂协同作用,引发反应的一种催化方式。

三元催化的工作原理是在反应物分子之间建立起一个稳定的三元体系,借助催化剂间相互作用强化反应物分子之间的相互作用,促进化学反应的进行。

下面将详细介绍三元催化的工作原理。

1.改善反应物相互作用三元催化通过增强反应物分子之间相互作用来实现催化作用。

在化学反应中,反应物之间的相互作用非常重要,因为化学反应的发生取决于反应物分子之间的是否能够产生足够的反应能量。

如果反应物之间的相互作用越强,则反应能量也就越高,反应就更容易发生。

三元催化通过增加催化剂分子数量来改善反应物分子之间的相互作用。

每个催化剂分子上都有活性中心,这使得催化剂分子之间的相互作用非常强,可以促进反应物分子之间的交互作用。

2.提升反应物的活性和选择性三元催化可以提高反应物的活性和选择性。

活性是指化学反应发生的速度。

如果反应物的活性增加,化学反应的速度也就更快。

选择性是指反应物之间在特定条件下发生的选择性。

三元催化可以通过催化剂之间的协同作用来提高反应物的活性和选择性。

通过三元催化,催化剂可以在反应物分子之间发挥协同作用,使得反应物之间发生更多的反应,反应速率也就提高了。

同时,在反应物发生反应时,催化剂可以限制反应物之间的催化剂分子的数量和位置,从而调整化学反应产品的选择性。

3.实现催化循环三元催化也可以实现催化循环。

催化剂在催化反应过程中会发生变化,有时还需要进行再生。

然而,单一催化剂通常不好再生,而三元催化的催化剂种类多,可以相互协同合作,具有很好的再生能力。

在三元催化中,当一种催化剂发生变化时,其他催化剂可以继续发挥作用,从而保证催化反应的持续性,同时提高催化剂的使用寿命。

总结三元催化是一种利用三种催化剂协同作用促进化学反应发生的催化方式。

三元催化可以通过改善反应物分子之间的相互作用、提高反应物的活性和选择性以及实现催化循环来促进化学反应的进行。

工业催化知识点总结

工业催化知识点总结

工业催化知识点总结1. 催化剂的定义和分类催化剂是指能加速化学反应速率而本身不参与反应的物质。

根据催化反应的类型和应用范围,催化剂可以分为三类:均相催化剂、非均相催化剂和酶催化剂。

均相催化剂指在反应体系中与反应物相同的物质,非均相催化剂指在反应体系中与反应物相异的物质,酶催化剂是一种生物催化剂。

2. 催化剂的作用原理催化作用的基本原理是通过改变活化能,使得反应能够以更低的能量障碍进行。

催化剂在化学反应过程中会形成过渡态,通过吸附和解离反应物分子来降低活化能,从而提高反应速率。

而酶催化作用则是通过特定的活性位点使得反应物分子以更高效的方式进行化学反应。

3. 催化剂表面结构和活性位点催化剂表面结构和活性位点是催化剂催化作用的关键。

催化剂的活性位点是指能够吸附和反应反应物的部位,而催化剂的表面结构决定了活性位点的分布和特性。

在催化剂的设计和研究过程中,对催化剂表面结构和活性位点的理解和控制是至关重要的。

4. 催化反应的热力学和动力学催化反应的热力学和动力学性质对于理解和优化催化反应过程至关重要。

热力学研究了反应物与产物之间的化学平衡,而动力学研究了反应速率随时间的变化。

通过研究催化反应的热力学和动力学性质,可以优化催化剂的设计和反应条件。

5. 工业催化反应的应用工业催化反应在化工、能源、环保等领域具有重要的应用价值。

以氢气和氧气为反应物的合成氨催化反应、以氢气和一氧化碳为反应物的甲醇合成催化反应、汽油和柴油的加氢精制催化反应等都是工业上重要的应用。

6. 催化剂的设计和研究方法催化剂的设计和研究方法包括实验室合成和表征、计算模拟和理论研究等。

通过实验室合成和表征可以获得催化剂的物理和化学性质,通过计算模拟和理论研究可以对催化剂的结构和活性进行深入的理解。

在工业催化领域,通过对催化剂的设计和研究方法的不断深入和发展,可以为工业催化反应的高效和环保提供重要的技术支持。

7. 环保催化技术环保催化技术是指在保证催化反应效率的前提下,减少对环境的污染。

催化原理重点知识点总结

催化原理重点知识点总结

催化原理重点知识点总结催化原理是化学反应速率中的关键因素之一,它能够降低活化能,加速反应进行。

催化原理涉及多个重要的知识点,下面是一个1200字以上的催化原理重点知识点总结:1.催化剂的作用机制催化剂通过提供新的反应路径,降低了反应活化能,并且能够参与反应形成中间产物,最后再释放出来以参与下一个反应循环。

催化剂的作用可以是吸附活化、解离和结合产物等。

2.催化剂的分类催化剂可以分为均相催化剂和异相催化剂。

均相催化剂与反应物和产物均处在相同的相态,异相催化剂与反应物和产物处在不同的相态,常见的包括固体催化剂和液体催化剂。

3.催化剂的选择和设计催化剂的选择和设计是催化化学的基础。

合适的催化剂应具有高的催化活性、高的选择性和稳定性。

常用的催化剂包括金属催化剂、酶和酶模拟剂、过渡金属催化剂等。

4.受体饱和和产物反馈对催化反应的影响在催化反应中,受体饱和和产物反馈都会影响反应的速率和选择性。

受体饱和是指反应物与催化剂之间的相互作用,如果反应物过多,催化剂会饱和,从而降低反应速率。

产物反馈是指产物对反应速率的影响,产物过多会抑制反应速率。

5.催化反应的速率方程催化反应的速率方程描述了反应速率与反应物浓度和催化剂浓度之间的关系。

速率方程可以根据实验数据通过拟合得到,一般可以用Arrhenius 方程、Michaelis-Menten 方程等形式进行表示。

6.酶催化反应酶是一种具有高度催化活性和专一性的生物催化剂,它通过降低活化能来加速化学反应。

酶催化反应具有高效率、高选择性和温和条件等优点,常用于生物体内的代谢过程中。

7.过渡金属催化反应过渡金属催化反应是分子催化领域的重要研究方向之一、过渡金属催化剂通常具有复杂的配体结构和反应机制,可以实现多种催化反应,如氧化反应、还原反应、羰基化反应等。

8.催化剂中的活性位点催化剂中的活性位点是指催化反应发生的具体位置。

活性位点可以是金属表面上的孤立原子、簇状结构、缺陷位点等,也可以是有机催化剂特有的功能基团。

催化原理的知识总结

催化原理的知识总结

工业催化剂发明大事记(四)
首次工业 化年份 过程或催化剂 产品或用途 催化剂主要成分
1980 1982 约1986
甲醇芳构化 结晶硫酸铝分子 筛 特种立构合成 NOx加氨还原
芳烃 多种石油化工产 品 多种药物 环境保护 环境保护 新型聚烯烃
ZSM-5分子筛
V2O5 - TiO2 Pd, Pt, Rh/SiO2 均相,茂-ZrCl2甲基氯氧烷等
约1890 1913 1915
约1920 1923 1936 1937 1938 1942
SO2氧化 由N2+H2合成氨 氨氧化
H2SO4 NH3 HNO3 合成气 水煤气变换 (CO+H2) 由CO+H2制甲醇 CH3OH 石油催化裂化 汽油等 乙烯聚合 低密度聚乙烯 F-T合成 烃燃料 烷烃烷基化 汽油
低压合成氨 烃类加氢
NH3 脱硫净化
Fe等 CoO-MoO3/Al2O3
乙烯氧氯化
石油催化重整 甲醇低压合成
氯乙烯
燃料 CH3OH
CuCl2/ Al2O3
Pt-Re/ Al2O3 Cu-ZnO/ Al2O3
1976
1978
NOx加氢还原
甲醇制汽油 甲醇羰基化
环境保护
合成燃料 醋酸
贵金属
ZSM-5分子筛 均相,RhI2(CO)2
合成氨生产:
1909年,F Haber发明高压法(锇催化剂,17-20MPa, 500~600℃)合成氨过程,获得6%产品。Haber因此而 获得1918年Nobel Prize。 M Bosch在BASF实验室发明的多组分熔铁催化剂推动 了合成氨的工业化。 1917年,运用H-B过程,在BASF形成60吨合成氨生产 能力,M Bosch也获得了1931年Nobel Prize 目前,世界合成氨的产量已经达到8000万吨以上。

无机催化剂催化原理

无机催化剂催化原理

无机催化剂催化原理催化是一种能够加速反应速率、降低反应能量、提高反应选择性的重要手段。

在化学反应中,催化剂作为第三方介入到反应过程中,通过改变反应机理、降低活化能、提高反应速率来促进反应的进行。

无机催化剂是催化剂的一种,广泛应用于化工、医药、能源等领域。

本文将介绍无机催化剂的催化原理。

催化反应的基本原理催化反应的基本原理是由催化剂提供一个新的反应途径,使得反应物分子在催化剂表面上发生吸附、解离、重组等反应步骤,从而降低反应能量,提高反应速率。

催化反应的机理通常可以分为以下几步:(1)反应物吸附:反应物分子在催化剂表面上吸附,形成吸附态物种。

(2)表面反应:吸附态物种在催化剂表面上发生化学反应,形成中间体或产物。

(3)中间体转移:中间体在催化剂表面上发生转移,进入催化剂内部或者返回表面,以完成反应过程。

(4)产物解吸:产物分子从催化剂表面上解离,进入反应体系中。

在催化反应过程中,催化剂的作用是通过改变反应物分子的吸附能力、提高反应物分子之间的相互作用、降低反应物分子的解离能力等方式,来降低反应势垒,加速反应速率。

无机催化剂的分类无机催化剂按照其化学性质和结构可以分为多种类型,其中比较常见的有以下几种:(1)酸催化剂:酸催化剂是指具有酸性物质的催化剂,例如硫酸、氯化铝、氧化钒等。

酸催化剂通常能够促进羟基、羰基、磷酸基等官能团的反应。

酸催化剂的催化机理是通过提供H+离子来促进反应的进行。

(2)碱催化剂:碱催化剂是指具有碱性物质的催化剂,例如氢氧化钠、氨水、氢氧化钾等。

碱催化剂通常能够促进酯化、酰化、醚化等反应。

碱催化剂的催化机理是通过提供OH-离子来促进反应的进行。

(3)氧化还原催化剂:氧化还原催化剂是指具有氧化还原活性的催化剂,例如氧化铜、氧化铁、氧化钴等。

氧化还原催化剂通常能够促进氧化还原反应、氢化反应等。

氧化还原催化剂的催化机理是通过提供或接受电子来促进反应的进行。

(4)复合催化剂:复合催化剂是由多种无机催化剂组成的催化剂,例如硅铝酸盐、锆钛酸等。

催化作用原理

催化作用原理

催化作用原理催化作用是化学反应中一种常见且重要的现象。

通过催化剂的存在,可以在反应速率和能量消耗方面起到显著的促进作用。

本文将介绍催化作用的原理,并探讨几个典型的催化反应案例。

一、催化作用的定义和基本原理催化作用是指通过添加催化剂来调控化学反应的速率,而不改变反应的终态和平衡位置。

催化剂是一种能够降低反应活化能并提高反应速率的物质。

催化剂在反应进行中不参与反应,因此在反应结束后可以被重新使用。

催化作用的基本原理涉及两个关键概念:活化能和反应中间体。

活化能是指反应在进入过渡态时所需要的能量,而反应中间体则是反应过程中的临时生成的物质。

催化剂通过与反应物发生相互作用,可以降低反应物的活化能,并稳定反应中间体。

这样一来,反应可以更容易地发生,并且反应速率得以提高。

二、催化作用的类型和机理催化作用可以分为两种类型:正常催化和自催化。

正常催化是指催化剂与反应物之间存在化学反应,生成新的物质,并参与到反应机制中。

自催化则是指催化剂本身就是反应物之一,通过反应生成中间体,然后再与其他反应物反应。

催化作用的机理主要有三种:表面反应机理、中间体机理和溶解催化机理。

表面反应机理是指催化剂在表面上与反应物之间发生化学反应,并生成反应产物。

中间体机理则是指催化剂与反应物之间形成中间体,然后再发生反应生成产物。

溶解催化机理则是指催化剂在溶液中与反应物形成络合物,调节反应速率。

三、典型催化反应案例1. 铂金催化剂在汽车尾气净化中的应用汽车尾气中的一氧化碳(CO)和氮氧化物(NOx)是环境中的污染物。

铂金催化剂能够催化CO和NOx与氧气(O2)反应生成二氧化碳(CO2)和氮(N2),有效净化尾气。

2. 马弗炉中的催化作用马弗炉是一种用于合成氨的重要装置。

在马弗炉中,铁铝石催化剂通过吸附和解离氢气(H2)和氮气(N2),促进氢气和氮气的反应生成氨气(NH3),实现高效合成氨的过程。

3. 催化裂化反应在石油加工中的应用催化裂化反应是石油加工中常用的方法之一,用于将高碳烃转化为低碳烃。

催化剂与催化作用

催化剂与催化作用

催化剂与催化作用催化剂是化学反应中常用的一种物质,它能够加速反应速率而本身不参与反应。

催化剂在许多工业生产过程中起着重要的作用,它们能够提高反应的效率、降低反应温度和能量消耗,并减少有害副产物的生成。

本文将从催化剂的定义、分类、催化作用的原理和应用等方面进行探讨。

一、催化剂的定义和分类催化剂是指在反应中可以改变反应速率而不参与反应本身的物质。

催化剂能够通过提供反应物之间的有效碰撞、改变反应物的电子结构或改变反应的活化能等方式来促进反应的进行。

根据催化剂的物理状态,可以将其分为两大类:气相催化剂和固相催化剂。

气相催化剂通常以气体形式存在,如氧气、氮气等。

固相催化剂则以固体形式存在,如金属、金属氧化物、金属酸和金属碱等。

固相催化剂在工业生产中得到了广泛应用,因为它们具有较好的稳定性和可重复使用性。

二、催化作用的原理催化作用的原理主要包括以下几个方面:1. 提供活化能:催化剂能够提供反应所需的能量,降低反应的活化能,使反应更容易发生。

通过提供中间体、吸附反应物或改变反应物的构型等方式,催化剂能够降低反应的能量阈值,从而加速反应速率。

2. 改变反应路径:催化剂能够改变反应的路径,使其经过一个更低能量的途径。

催化剂通过与反应物发生相互作用,改变反应物的电子结构或构型,从而降低反应的能量消耗。

3. 提高反应速率:催化剂能够提高反应的速率,使反应更快达到平衡。

催化剂通过提供更多的反应活性位点、增加反应物的有效碰撞频率或增加反应物在催化剂表面的吸附时间等方式,促进反应的进行。

三、催化剂的应用催化剂在许多工业生产过程中得到了广泛应用。

以下是一些常见的催化剂及其应用:1. 铂金催化剂:铂金催化剂广泛应用于汽车尾气处理中。

它能够催化氧气与一氧化碳反应生成二氧化碳,将有害的一氧化碳转化为无害的二氧化碳。

2. 铁催化剂:铁催化剂被用于合成氨和合成甲醇等化学反应中。

它能够促进反应的进行,提高反应速率和产率。

3. 酶催化剂:酶是一种天然的催化剂,广泛存在于生物体内。

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催化原理总结《催化作用基础》总结,2010 级,第一章绪论,催化剂的重要性质:活性:转化率选择性:分数选择性,相对选择性,工业选择性,产率寿命:寿命曲线(成熟,稳定,衰老)价格:选择催化剂应考虑的因素:选择性,寿命,活性,价格固体催化剂的一般组成:载体,主催化剂(活性组份),助催化剂(载体的:提高稳定性,抑制副反应,提供双功能;活性组份的:促进活性结构的形成,调变活性组份的电子云密度)载体的作用:1)分散活性组分;2)稳定化作用(抑制活性组份的烧结);3)助催化作用(如,提供酸性,对金属组分的调节作用);4)支撑作用;5)传热与稀释作用负载型催化剂的组成:载体、活性组分、助剂,催化剂的分类 1.按催化反应体系物相的均一性分类:均相,非均相(多相),酶催化 2.按催化剂的作用机理分类:1)氧化还原:加氢、脱氢、氧化、脱硫等2)酸碱催化:水合、脱水、裂化、烷基化、异构化、歧化、聚合等3)配位催化:烯烃氧化、烯烃氢甲酰化、烯烃聚合、烯烃加氢、烯烃加成、甲醇羰基化、烷烃氧化、酯交换等 3.按催化反应类型分类1)加氢2)脱氢3)部分氧化4)完全氧化5)水煤气变换6)合成气7)酸催化的裂化、歧化、异构化、烷基化、聚合、水合、脱水等反应8)氧氯化反应9)羰基化10)聚合, 第一章绪论,4.按催化剂分类1)酸、碱催化剂均相酸、碱催化剂多相酸、碱催化剂(固体酸、碱催化剂)2)金属催化剂3)半第一,络合催化剂) 4 导体催化剂过渡金属氧化物过渡金属硫化物.章绪论,第二章吸附作用与多相催化,多相催化的反应步骤与扩散固体表面分子在固体表面的吸附金属表面上的化学吸附氧化物表面上的化学吸附吸附等温线,1.多相催化反应步骤1)反应物分子从气流中向催化剂表面和孔内扩散2)反应物分子在催化剂内表面上吸附3)吸附的反应物分子在催化剂表面上相互作用进行化学反应4)反应产物自催化剂内表面脱附5)反应产物在孔内扩散并扩散到反应气流中去,第二章吸附作用与多相催化,扩散扩散方式:常规:孔径》100nm努森:孔径w 100nm构型:孔径v 1.5nm 扩散系数:,第二章吸附作用与多相催化,2.吸附物理吸附:分子间力,吸附力弱,吸附热小(8〜20kJ/mol),可逆吸附,无选择性,可发生多层吸附化学吸附:化学键力,吸附力强,吸附热大(40~800kJ/mol),般不可逆,有选择性,单分子层吸附类似化学反应,遵循化学热力学和动力学规律,第二章吸附作用与多相催化,3.固体表面结晶、无定形物质、配位多面体1)晶体表面的晶面暴露晶面的影响因素:影响不同晶面暴露比例的因素:热力学动力学稳定的晶面特点:(1)单位面积上未满足的键的数目小;(2)电中性。

,第二章吸附作用与多相催化,晶体的缺陷分类:点,线,面,立体晶体表面的缺陷与催化作用原子水平的固体表面是不均匀的表面具有高浓度的位错和缺陷:,第二章吸附作用与多相催化, 分子在固体表面的吸附吸附过程的推动力:固体表面自由能的降力化学vanderWaals低存在表面配位不饱和位物理吸附作用力:吸附作用力:价键力,形成化学键,第二章吸附作用与多相催化, 物理吸附与化学吸附的区别,总结:物理吸附与化学吸附的区别, 吸附质的可动性两种寿命定位吸附与非定为吸附吸附位能曲线物理吸附的重要性物理吸附,弱化学吸附,强化学吸附的未能曲线化学吸附的类型1)解离(均裂,非均裂),还原解离吸附:吸附物中构成键的电子对在吸附时转移到吸附剂表面-吸附物给出电子(吸附剂得到电子)。

氧化解离吸附:吸附时吸附物从吸附剂表面取走一对电子-吸附物得到电子(吸附剂给出电子)。

2)非解离,第二章吸附作用与多相催化,化学吸附键化学吸附:吸附物与吸附剂的作用方式不同(1)双方共享电子,组成共价键(2)双方电负性差别较大,组成离子键(3)双方电负性差别不大,形成极性键,第二章吸附作用与多相催化,吸附热1)吸附热与吸附剂的处理条件有关一般:还原性吸附质在氧化型吸附剂上的吸附热较大氧化性吸附质在还原型吸附剂上的吸附热较大2)吸附热常随吸附温度而变化原因: A 温度不同,化学吸附机理不同 B 温度不同,吸附层的活动性不同3)脱附实验与吸附实验测得的吸附热可能不同原因:条件不同,吸附层的平均键合能力不同,第二章吸附作用与多相催化,化学吸附热随吸附量或覆盖率的变化:遮盖率越大,吸附热越小-表面不均匀覆盖率不同,吸附位能曲线和活化能不同当小时吸大,Ea小,Ed大;,H小;当当大吸小由小变大大时吸下,Ea,EdH 降,Ea上升,Ed下降原因:1)表面不均匀性2)吸附物种之间的相互作用3)占有固体中不同的能级,第二章吸附作用与多相催化气体优先吸附在吸附能力强的活泼部位上活泼部位的吸附速率快表面不均匀性产生的根源:不同晶面的暴露比例不同晶体的边、角、面、边界、晶格缺陷和孔表面能量和功函不同,第二章吸附作用与多相催化,晶体的电子结构满带、空带、导带、价带、禁带满带:已充满带子的能带。

导带:未完全充满带子的能带。

空带:没有电子充填的能带。

价带:原子的外层价电子充填的能带。

禁带:各能带之间的间隙,电子不能存在的区域Fermi 能级:d 带空穴与磁化率:d 带空穴是指d 能带中未充填电子的空能级。

d 带中较密集的能级间距允许电子保持不成对,饱和磁矩在数值上等于 d 能带中的未配对电子数。

,第二章吸附作用与多相催化,d带空穴数与吸附热:d带空穴或空能级可以用于与吸附质键合。

Fermi 能级越低,d 带空穴数越大,吸附越强物质按能带结构的分类:金属、本征半导体、绝缘体,第二章吸附作用与多相催化,n型半导体一靠电子的运动导电(negetive)p型半导体一靠正穴的运动导电(positive)非本征半导体(缺陷半导体)导电性源于化合物对化学计量的偏离非化学计量的氧化物和硫化物具有氧化物表面上的化,第二章吸附作用与多相催化,优异的催化活性.学吸附非化学计量的成因:晶体和气相分子的相互作用,由于金属离子不足或非金属离子不足造成了晶体的非化学计量非化学计量晶体四种基本类型:(1)阴离子空位(2)填隙阳离子(3)填隙阴离子(4)阳离子空位缺陷的存在导致形成新能带新能带的位置:禁带类型:施主能级受主能级,第二章吸附作用与多相催化,非本征半导体:(1)n型半导体容易给出电子的物质掺入到绝缘体或本征半导体中;禁带中产生施主能级(Electrondonorlevel);施主能级中的电子容易激发到导带中;导电性靠施主能级中的电子激发到导带中。

(2)p 型半导体容易接受电子的物质掺入到绝缘体或本征半导体中;禁带中产生受主能级(Electronacceptorlevel);受主能级能从价带接受电子,使价带中产生正空穴;导电性靠受主能级接受电子产生的正空穴。

,第二章吸附作用与多相催化,第二章吸附作用与多相催化,金属氧化物类型:p 型氧化物的金属离子应该有较容易达到的较高的氧化态。

n 型氧化物的金属离子应该有较容易达到的较低的氧化态(包括零价)。

施主能级与受主能级施主能级:位于空带的下方受主能级:位于Fermi能级之上方,第二章吸附作用与多相催化,p型半导体与n 型半导体的确定方法:p 型半导体氧化物:在一定压力的氧气气氛中,电导随氧气压力增加而增加。

.因为,氧气的吸附使正穴数增加。

p 型氧化物的金属离子应该有较容易达到的较高的氧化态。

n 型半导体氧化物:在一定压力的氧气气氛中,电导随氧气压力增加而减小。

因为,氧气的吸附从氧化物中取得电子,使电子数减小。

n 型氧化物的金属离子应该有较容易达到的较低的氧化态(包括零价)。

,第二章吸附作用与多相催化,化学吸附消耗型:造成载流子数目减少的吸附称为消耗性化学吸附累积型:造成载流子数目增加的吸附称为累计性化学吸附两类半导体:n型,p型两种吸附质:受主型A,施主型D四种组合,两类吸附累计性化学吸附:p-A组合,n-D 组合电导率增加,吸附能力大,覆盖度达到1。

消耗性化学吸附:n-A 组合,p-D 组合电导率下降,吸附能力小,覆盖度很小。

,第二章吸附作用与多相催化,Volkyenshtyein 的吸附分类:6 类半导体氧化物上化学吸附的特点1、多个吸附部位表面物种:阴离子和金属阳离子阳离子氧化数可变,造成多个吸附部位发生吸附时,在表面和吸附质之间有电子传递2、慢吸附与快吸附(1)低温快吸附,弱化学吸附,非活性吸附(2)高温慢吸附,强化学吸附,活性吸附两个以上的吸附部位逐步交换吸附金属氧化物上的化学吸附与金属上的化学吸附相比:更具多样性通常是慢吸第三章金属催化剂及其催化作,第二章吸附作用与多相催化,附.用,1、金属催化剂的特点2、金属催化剂的化学吸附3、电子因素与催化作用4、晶体结构与催化作用5、负载型催化剂及其催化作用6、合金催化剂及其催化作用,,一、金属催化剂特点:特点:高的催化活性,可以使多种键发生开裂主要用于:氧化-还原型的催化反应多为 d 区元素(IB,VIB,VIIB,VIII 族元素)外层:1〜2个S电子,次外层1〜10个d电子未成对的d轨道,可以被吸附质的S 电子或p 电子配对,发生化学吸附二、吸附过渡金属的吸附能力强,与其价电子结构中的未成对 d 电子或空的 d 轨道有关,,二、吸附特性过渡金属的吸附能力强,与其价电子结构中的未成对d电子有关金属催化剂的电子逸出功①:◊电子脱离金属表面所需要的最小能量;◊能带中为最高空能级与最高填充能级的能量差。

--差值的大小代表失去电子的难易程度反应物分子的电离势I:将电子从反应物中移到外界所需的最小功。

or反应物失去电子的难易”①、I、e的关系若吸附态形成是反应控制步骤,贝V:负离子吸附态,需要①小的金属催化剂;正离子吸附态,需要①大的金属催化剂;形成共价键吸附时:需要① ~ I。

,Fermi 能级: 最高被占据分子轨道(HOMO,highestoccupiedmolecularorbitals) 或:比他低的全部单电子能级被充满了,而高于他的全部能级都是空的。

、晶体结构对催化作用的 2 四、金属催化剂晶体结构与催化影响多位理论--对多位吸附,几何适应性与能量适应性的研究称为多位理论。

金属的化学吸附活性:电子因素几何或集合因素,,金属分散度与催化活性分散度(D)=表面原子数/(表相+体相)原子数通常,分散度越高,催化剂活性组分的表面积越大,活性中心密度越高,单位面积的催化活性(面积比活性)也高催化剂烧结与催化活性降低的关系,,4,7,9 位:原子的配位数,,,3、金属与载体的相互作用MSI -在金属颗粒与载体的接触部位(V 1.5纳米显著,界面保持阳离子状态)MSI -金属溶于载体氧化物的晶格(D 特大时)MSI -金属粒子表面被来自载体的氧化物涂饰图4-23 图4-24,五、负载型金属催化剂及其催化作用,思路:依据能带理论调变 d 带空穴,改变催化性能。

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