2-多相催化反应基础01
多相催化反应动力学基础
多相催化反应动力学基础1. 引言多相催化反应是一种重要的化学反应类型，广泛应用于工业生产和环境保护等领域。
了解多相催化反应的动力学基础对于优化反应条件、提高反应效率具有重要意义。
本文将介绍多相催化反应的基本概念、动力学原理以及常见的动力学模型和实验方法。
2. 多相催化反应的基本概念多相催化反应指的是在固体催化剂表面上进行的气体或液体物质之间的化学转化过程。
在多相催化反应中，固体催化剂作为活性中心，吸附并与参与反应的物质发生作用，从而促进反应进行。
多相催化反应通常包括吸附、扩散、表面反应等步骤。
3. 动力学原理多相催化反应动力学研究主要关注物质在固体表面上的吸附和解离过程以及表面活性中心上的表面反应动力学。
吸附是指气体或液体分子与固体表面发生相互作用并停留在表面的过程。
解离是指吸附分子在固体表面上发生键断裂，形成活性中心和反应物分子的过程。
表面反应是指活性中心与反应物分子之间的化学反应过程。
4. 动力学模型多相催化反应动力学模型可以分为两类：微观动力学模型和宏观动力学模型。
微观动力学模型基于吸附和解离等单个分子层面的过程，通常采用基于统计力学原理的动力学方程进行建模。
宏观动力学模型则通过考虑整个反应体系的质量守恒和能量守恒等原理，建立描述反应速率与浓度之间关系的动力学方程。
5. 实验方法多相催化反应动力学实验通常包括固定床实验、循环流化床实验、扩散实验等。
固定床实验是最常用的多相催化反应实验方法，通过将固体催化剂装填在管状或颗粒状反应器中，控制气体或液体物质在固体表面上的接触时间和温度来研究催化反应的动力学行为。
循环流化床实验则通过气体或液体在固体床上的循环流动来模拟工业生产中的实际情况。
扩散实验则用于研究吸附和扩散等过程对反应速率的影响。
6. 结论多相催化反应动力学是研究多相催化反应基本原理和优化反应条件的重要领域。
了解多相催化反应动力学基础有助于我们深入理解多相催化反应机理，并为工业生产中的催化过程提供指导和优化建议。
催化作用导论 第二章 多相催化反应过程
5、其它：催化剂除以上几种主要组成外，有时还要 添加抑制剂、稳定剂等组分。
抑制剂的作用与助催化剂的作用正好相反，少量添 加能使主催化剂的催化性能适当降低，甚至大幅度 下降。一般来说，在催化剂配方中加入抑制剂，是 为了使催化剂的各种性能达到均衡，以实现整体的 优化。例如，过高的活性会导致副反应加剧，选择 性下降。
一些早期的研究发现，如 1965 年， Carter 等发现，在 金属表面上产生的溢流氢物种能加速载体（如 Al2O3 ）表面 上羟基（－ OH ）的同位素交换。 1975 年 , Asaoka 等发现， 在重整和催化裂解反应中，溢流的氢物种可以连续不断地清 除催化剂表面结炭物种的前驱物，从而抑制结炭，延长催化 剂的寿命。
2、热不稳定性：1）由于化学吸附 / 表面反应过程中放热， 使得催化剂中的活性组分聚结、或者烧结，导致有效的反 应表面大幅度下降，而使催化剂失活。 2）由于热效应，使得活性组分挥发，或引起 相变等，从而导致催化剂失活。 3、积炭：催化剂在使用过程中，逐渐在表面上沉积了一层炭 质化合物，减少了有效比表面积，引起催化剂失活。
载体的种类很多，如 Al2O3 ， SiO2 ， MgO ，硅 藻土，石棉等等。可以是天然的，也可以是人工合 成的。
载体的存在，往往对催化剂的宏观物理结构起 着决定性的影响。一般地，我们可将载体分为低比 表面、中等比表面及高比表面三类。其中，中等者， 以1～50m2/g或1～100m2/g界定其上下限。
（催化剂的主要成分/主催化剂）。虽然目前催化科学的发展水平，已
进入分子水平的设计，也有一些理论知识可作选择时参考，但总体上 仍然是经验的，因此有人把它称为“技艺”。
2 、助催化剂：也称助剂或促进剂。是催化剂中占量 较少的物质。通常助催化剂本身是没有催化活性的。 即使有也很小，但加入后可大大提高主催化剂的活 性、选择性和寿命。 不同的主催化剂，其适宜的助催化剂也是不同 的。而且助催化剂的添加量往往有一个最佳值。例 如：氨合成催化剂的主催化剂是 Fe，但是纯Fe的寿 命非常短，根本无法工业化。后经反复实验，人们 发现加入Al2O3和K2O后，不仅其催化活性大为提高， 而且其使用寿命也延长到几年。这是因为助催化剂 Al2O3和K2O的加入，改变了Fe催化剂的内部结构和 电子特性。
多相催化
3．影响气—固相催化反应过 ．影响气 固相催化反应过 程速率的因素
由于催化反应是在催化剂表面上进行的， 由于催化反应是在催化剂表面上进行的 ， 所以反应速率应与催化剂表面上反应物 的浓度（ ） 反应温度（ ） 的浓度（C）、反应温度（T）及固体催 化剂的表面结构和性质有关， 化剂的表面结构和性质有关，即 ： r＝ f（C、T、催化剂）
3.2.1 表面质量作用定律
处理表面过程动力学基础是表面质量 作用定律。根据质量作用定律， 作用定律。根据质量作用定律，表面 过程的基元反应， 其反应速率 与反 过程的基元反应 ， 其反应速率r与反 应物的表面浓度（即表面覆盖度） 应物的表面浓度（即表面覆盖度）成 正比， 正比，其覆盖度的指数等于相应的化 学计量系数。 学计量系数。
（2）表面反应为控制步骤时 ）
• 当表面反应为控制步骤时 ， 即第三步骤 当表面反应为控制步骤时， 为速率控制步骤时， 为速率控制步骤时， 它的反应速度为整 个反应的速度。 个反应的速度 。 根据质量作用定律写出 s v 其速度表达式： 其速度表达式：r = k θ θ − k θ θ 向反应速率常数； 向反应速率常数； • θV——未覆盖度，等于1-θA-θB-θR。 未覆盖度， 未覆盖度 等于1
①化学反应为控制步骤； 化学反应为控制步骤； ②吸附或脱附是反应速率的控制步骤； 吸附或脱附是反应速率的控制步骤； 三个步骤的速率相差不大， ③三个步骤的速率相差不大，即不存在速 率控制步骤。 率控制步骤。 • 三种情况表现出不同的动力学规律 ， 下 三种情况表现出不同的动力学规律， 面分别说明三种情况下的速率方程式。 面分别说明三种情况下的速率方程式。
在实际工作中最简单并且广泛应用的 理想表面层吸附模型。 是Langumir理想表面层吸附模型。按 理想表面层吸附模型 此模型，利用Langumir的吸附等温方 此模型，利用 的吸附等温方 程，可以把 值表示为在实验上可直接 可以把θ值表示为在实验上可直接 测定的反应压力的函数， 测定的反应压力的函数 ， 这样就把从 表面质量作用定律获得的动力学方程 与实验数据直接关联起来。 与实验数据直接关联起来。
催化作用导论第三章多相催化反应动力学
有毒有害物质降解
多相催化反应可用于有毒有害物 质的降解，如苯酚、氯代烃等， 降低对环境和生物体的危害。
废气处理
多相催化反应可用于废气处理， 如硫氧化物、氮氧化物等，降低 对大气的污染。
新材料设计与开发
纳米材料
多相催化反应可用于设计和开发新型纳米材料，如金属氧化物、碳 纳米管等，具有优异性能和广泛应用前景。
参数不确定性
动力学模型中的参数可能存在不确定性，如反应速率常数、 活化能等，导致模型预测精度降低。
非线性效应
多相催化反应过程中可能存在非线性效应，如反应级数的 变化、反应路径的改变等，而现有动力学模型难以准确描 述这些效应。
实验与理论研究的挑战
实验技术限制
01
实验测量多相催化反应动力学参数时，受到实验设备、测量精
催化反应的动力学过程和机理。
03 多相催化反应动力学研究 方法
实验研究方法
实验研究是研究多相催化反应动力学的主要手段之一。通过实验，可以测量反应速 率、反应机理、反应路径等重要信息。
实验研究方法包括固定床反应器、流化床反应器、微型反应器等，这些方法可以根 据实验需求选择。
实验研究需要精确控制温度、压力、浓度等实验条件，以确保实验结果的准确性和 可靠性。
分子模拟方法可以模拟分子在 催化剂表面的吸附、扩散、反 应等过程，为实验研究和理论 计算提供支持。
分子模拟方法需要较高的计算 机技术和计算资源，因此需要 不断优化算法和提高计算效率。
04 多相催化反应动力学应用
工业催化过程
1 2 3
石油化工
多相催化反应在石油化工中广泛应用，如烃类裂 解、烷基化、异构化等，提高油品质量和产量。
反应机理
01
02
多相光催化反应
多相光催化反应
多相光催化反应是指在光和催化剂的作用下，多种反应物在固体/液体、液体/气体等多种相的界面上进行反应。
这种反应方式的优点是反应速率快，能够高效地利用光能转化化学能，同时还能降低细菌、有机物和废水等污染物质的浓度。
它是化学和环境科学领域中的一个热点研究方向。
多相光催化反应的基本原理是利用光对电子进行激发，使电子从价带跃迁至导带，形成非常活跃的电子和空穴。
这些电子和空穴可以带动反应物的氧化和还原反应，促进反应的进行。
在催化剂的作用下，多相光催化反应可以发生在很宽的波长和能量范围内，从紫外到可见光甚至红外光。
多相光催化反应具有很多应用，其中包括环境保护、能源转化等方面。
通过多相光催化反应可以实现废水的净化、重金属离子的去除和有机污染物的降解。
此外，多相光催化反应还可以应用于太阳能转化、制备高分子化合物和有机合成等领域。
目前多相光催化反应的研究已经取得了很多进展，以下是一些经典的多相光催化反应的组合：
1. 光催化反应和铁酸盐的组合：在这种反应中，采用不同种类的铁酸盐协同作用，可以在光照下完成水和气氛中的多种有机物的降解。
2. 光诱导电化学反应和催化剂的组合：这种反应利用催化剂增强光诱导电化学反应的效率，可以实现制备高质量、高效率的太阳能电池。
3. 光催化反应和磁性材料的组合：磁性材料的添加可以提高光催化反应的速率和效率，同时还可以通过外加磁场实现光催化反应的方向控制。
总之，多相光催化反应是一种重要的化学反应方式，拥有广泛的应用前景。
随着科学技术的不断进步，未来应该会有更多的新领域和新方法与多相光催化反应相结合，形成更多的新兴研究方向和产业。
多相催化剂反应的基本步骤
多相催化剂反应的基本步骤引言：多相催化剂反应是一种常见的化学反应方式，其在工业生产中具有重要的应用价值。
多相催化剂反应的基本步骤包括催化剂的吸附、反应和解吸三个过程。
本文将详细介绍这些基本步骤，并探讨其在化学反应中的作用。
一、催化剂的吸附催化剂的吸附是多相催化剂反应的第一步。
在反应体系中，催化剂通常以固体形式存在，并与反应物接触。
当反应物接触到催化剂表面时，会发生吸附现象，即反应物分子与催化剂表面发生相互作用，形成吸附物种。
吸附物种可以是物理吸附或化学吸附，其中化学吸附是指反应物与催化剂表面发生化学键的形式。
催化剂的吸附过程包括吸附物种的生成和催化剂表面活性位点的饱和。
吸附物种的生成是指反应物分子与催化剂表面发生相互作用，形成吸附物种。
在这个过程中，反应物分子通过各种作用力与催化剂表面相互作用，使得反应物分子在催化剂表面停留，并改变其化学键的状态。
催化剂表面活性位点的饱和是指催化剂表面上的活性位点被吸附物种占据，不再可用于反应。
二、反应催化剂的反应是多相催化剂反应的第二步。
在催化剂表面发生吸附的反应物种会经过一系列的反应步骤，转化为产物。
催化剂通过提供反应活化能的降低路径，加速反应速率。
催化剂所提供的反应路径通常包括活化吸附、键的断裂和形成、中间体生成和解离等步骤。
催化剂的反应是一个动态平衡过程。
反应进行过程中，催化剂表面吸附物种与溶液中的反应物发生交换，同时产物也会从催化剂表面解吸。
催化剂的反应速率受到吸附速率、反应速率和解吸速率的共同影响。
不同的催化剂和反应体系具有不同的反应速率和选择性。
三、解吸催化剂的解吸是多相催化剂反应的最后一步。
在反应完成后，产物会从催化剂表面解吸，离开催化剂表面。
解吸过程是吸附的逆过程，其速率受到解吸物种与催化剂表面的相互作用力的影响。
解吸速率较慢的催化剂会导致产物在催化剂表面停留时间较长，从而影响反应的选择性和产率。
结论：多相催化剂反应的基本步骤包括催化剂的吸附、反应和解吸三个过程。
第二部分 多相催化反应基础-扩散过程
CA
CAg CAS CAC 距离
0
Rp
毛泽东 （1893－1976）
反应物从气流主体扩散到颗粒外表面是一个纯物理过程， 在球形颗粒外表面周围包有一层滞流边界层。反应物在气 流主体中的浓度由CAg通过边界层后递减到外表面上的浓度 CAS ，边界层中反应物的浓度梯度是常量，浓度差 CAg-CAS 就是外扩散过程的推动力 。 反应物由颗粒外表面向内部扩散时，同时就在内表面上进 行催化反应，消耗了反应物。越深入到颗粒内部，反应物 的浓度由于反应消耗而降低得越多；催化剂的活性越大， 向内部扩散的反应物的浓度降低得也越多。因此，催化剂 内部反应物的浓度梯度并非常量，在浓度-径向距离图上， 反应物的浓度分布是一曲线。产物由催化剂颗粒中心向外 表面扩散，浓度分布的趋势则与反应物相反。对于可逆反 应，催化剂颗粒中反应物可能的最小浓度是颗粒温度下的 平衡浓度CA* 。如果在距中心半径 Rd 处反应物的浓度接近 平衡浓度，此时，在半径 Rd 的颗粒内催化反应速率接近于 零，这部分区城称为“死区”。(球形颗粒自身的半径为RP)
以气－固相催化反应着手，分析多相催化反应的过程
Overall progression of heterogeneously catalysed reaction
Reaction steps 1. External film diffusion 2. Internal pore diffusion 3. Adsorption on active sites 4. Surface reaction to products 5. Desorption of products 6. Internal diffusion of products 7. External diffusion of products
化学催化第二章第四讲
'
Ea E真 H A H B
（B）过程中反应动力学
V k
1 a Ac A aBcB aPcP
a Ac A a B c B
2
若 aPcP 1 a Ac A aB cB ，产物吸附很强，
V k
'
a Ac A a B cB
aP cP
2
c Ac B V k 2 cP
这就是反应物吸附为决速步时的速率方程。这个结果一方面 反映出 A吸附步骤的速率系数 k1 对反应速率的决定作用，同时 表明 B的吸附程度会影响速率方程的形式。上式在不同的情况 下还可以进一步简化。 ① 若B的吸附程度很小，1+(k-2／k2+1)aBpB≈1， 则：
r k1 p A
即反应对A为一级。
k2 a A p A r 1 aB pB
当反应物A的吸附很慢，而表面反应和产物B的脱附相对很快 时，则A的吸附过程不可能平衡，而其后边的快速步骤可近似 A 保持平衡；此时，反应历程可写作
A + k1 S
A
S
B
Ⅰ 决速步,慢
k2 k3 k-3 k-2 B + S S
S
B
Ⅱ
S
Ⅲ
则该反应的速率决定于A的吸附速率，即：
实验测定的表观活化能是由真实活化能与反应物和产物的吸 附热按一定规则组合而成。 （A）初始反应动力学
kaAc A V 1 a Ac A
若aAcA >> 1, V = k 此时催化剂被饱和吸附，表观反应级数为零。 Ea=E真 若aAcA << 1, V =k aAcA 此时A在催化剂表面覆盖度很小，为表观一级反应。 Ea=E真-ΔHA （B）过程中反应动力学
多相催化与催化动力学课件
产物脱附
反应产物从催化剂表面脱附， 完成一个催化循环。
催化剂失活
在多相催化过程中，催化剂表 面会逐渐被堵塞或中毒，导致 催化剂失活。需要定期再生或
更换催化剂。
02
催化动力学基础
动力学方程与速率
动力学方程
描述反应速率与反应物浓度的 关系，通常采用速率方程的形 式，如速率 = k[C]^m[D]^n
01
纳米科技在多相催化中的应用
随着纳米科技的发展，多相催化材料的研究和应用将更加深入和广泛，
包括新型催化剂的设计、制备和应用等。
02 03
计算机模拟和理论计算的应用
随着计算机技术和计算化学的进步，计算机模拟和理论计算在多相催化 中的应用将更加广泛和深入，有助于揭示催化反应的机制和优化催化剂 的性能。
径和反应机理有关。
活化熵
反应发生所需的熵变，通常 由实验测定，与反应途径和 反应机理有关。
活化焓
反应发生所需的焓变，通常 由实验测定，与反应途径和 反应机理有关。
催化剂活性与选择性
选择性
催化剂对特定反应的催化能力 ，通常用目标产物的收率来表 示。
催化剂寿命
催化剂在使用过程中保持其活 性和选择性的时间。
未来发展方向与展望
基础研究和应用研究的深度融合
未来，多相催化和催化动力学的研究将更加注重基础研究和应用研究的深度融合，以推动科学技术的发展和应用。
新材料和新技术的开发和应用
未来，新材料和新技术的开发和应用将成为多相催化和催化动力学研究的重要方向，包括新型纳米材料、复合材料、 生物材料等。
绿色化学和可持续发展的推进
反应条件优化
通过模拟计算，可以研究反应温度 、压力、浓度等因素对反应过程的 影响规律，为优化反应条件提供依 据。
多相催化反应动力学基础
多相催化反应动力学基础
多相催化反应是指反应物和催化剂处于不同的相（如气-气、气-液、液-液、固-液等），催化剂在反应中起到催化作用。
多相催化反应的动力学研究包括反应速率、反应速率方程和反应机理等方面。
1. 反应速率：反应速率是指单位时间内反应物消失或生成的物质量。
对于多相催化反应，其速率可以通过测定反应物浓度或催化剂表面物质的变化来确定。
多相催化反应速率受到很多因素的影响，包括反应物浓度、催化剂表面积、温度、压力和物质传递等。
2. 反应速率方程：多相催化反应的速率可以通过与反应物浓度和催化剂活性表面积的关系来描述。
通常，多相催化反应速率方程可以用Langmuir-Hinshelwood模型来表示，该模型考虑了反应物在催化剂表面上吸附和反应的过程，一般形式为： - r = k * θA * θB
其中，r是反应速率，k是反应速率常数，θA和θB分别是反应物A和B在催化剂表面的覆盖度。
3. 反应机理：多相催化反应的机理包括吸附、表面反应和解吸等一系列步骤。
在多相催化反应中，反应物要先吸附到催化剂表面，然后在催化剂表面上发生反应，并最终从表面解吸释放出产物。
通过研究这些步骤的细节，可以揭示多相催化反应的机制和催化剂的性能。
总之，多相催化反应的动力学研究涉及反应速率、速率方程和
反应机理等基本概念。
这些研究对于优化催化反应条件、设计高效催化剂以及理解催化过程中的反应机理都具有重要意义。
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吸附强弱的度量方法
吸附物种与催化剂表面键合形成化学吸 附键的强弱，由反应物与催化剂的性质 及吸附条件决定。 其数值大小可由化学吸附热度量。吸附 热越大，吸附键愈强；反之，吸附热越 小．吸附键越弱。因此，吸附热是选择 催化剂时要考虑的因素之一。
积分吸附热
在一定温度下，当吸附达到平衡时，平 均吸附1mol气体所放出的热量称为积分 吸附热q积，它反映了吸附过程中在一个 比较长的时间内，热量变化的平均结果， 常用于区分物理吸附与化学吸附
乙炔的吸附态
形成化学吸附态时，吸附粒子(分子、原 子、离子或基)和催化剂表面可以形成共 价键、配位键和离子键。 催化剂中进入吸附态的成分，可以是催 化剂表面的原子或离子等。
化学吸附态决定产物
反应物在催化剂表面上的不同吸附态， 对形成不同的最终产物起着非常重要的 作用。 例如，在乙烯氧化制环氧乙烷反应中认 为O2- 导致生成目的产物环氧乙烷，而 O— 则引起深度氧化生成 CO2 和H2O。 再如，在催化剂表面上桥式吸附的CO通 过加氢可以得到甲醇、乙醇等醉类，而 线式吸附的CO通过加氢，则得到烃类。
微分吸附热是覆盖度θ的函数，其变化关 系比较复杂。有三种类型。
• 类型I，吸附热与覆盖度无关，即吸附热为 常数。这是理想的吸附情况，实际遇到的较 少。此类吸附称为朗格缪尔(Langmuir)吸附。
类型II，微分吸附热随覆盖度增加呈线性下降。 此类吸附称为焦姆金（Temkin）吸附。 类型III，微分吸附热随覆盖度增加呈对数下降。 III 此类吸附称为费兰德利希(Frundlich)吸附。
• 一是被吸附的分子是否解离。可将吸附分为 解离吸附和缔合吸附。 • 二是催化剂表面吸附中心的状态是原子、离 子还是它们的集团。吸附物占据一个原子或 离子时的吸附称为单位吸附；吸附物占据两 个或两个以上的原子或离子所组成的集团时， 称为多位吸附。 • 三是吸附键类型是共价键、离子键、配位键 还是混合键型，以及吸附物种所带电荷类型 与多少。
化学·家 化学 家，为化学找个家
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我们只谈化学， 我们只谈化学，所以我们专业
催化反应与吸附的关系
气—固相催化反应中，至少有一种反应 物要吸附在催化剂的表面上。 吸附键的强度要适当，吸附的过强或过 弱都不利于下一步化学反应的进行。如 果催化剂对反应物吸附过强，往往形成 较稳定的表面络合物；吸附过弱，反应 物分子活化不够，不利于反应。
• 吸附在表面上的物种对未吸附分子有排斥作 用
固体表面不均匀
化学吸附态
化学吸附态表明吸附物种在固体表面进 行化学吸附时的化学状态、电子结构和 几何构型， 化学吸附态和表面反应中间体的确定对 揭示催化剂作用机理和催化反应机理非 常重要
研究化学吸附态实验方法
化学吸附态的研究已成为多相催化理论 研究的中心课题之一。 用于这方面的实验方法有：红外光谱 （IR〕、电子光谱、光电子能谱（XPS 〕、固态核磁共振（MAS NMR〕以及质 谱（MS〕技术等。
吸附作用几个关键概念（一）
当气体与清洁的固体表面接触时，在固 体表面上气体的浓度高于气相．这种现 象称为吸附现象。 被吸附的气体称为吸附质。 吸附气体的固体称为吸附剂。 吸附质在固体表面上吸附后存在的状态 称为吸附态。
吸附作用几个关键概念（二〕 吸附作用几个关键概念（二〕
通常吸附是发生在固体表面的局部位置，这样 的位置称为吸附中心或吸附位。 吸附中心与吸附态共同构成表面吸附络合物。 当固体表面上的气体浓度由于吸附而增加，称 为吸附过程。 气体浓度在表面上减少的过程，则称为脱附过 程。 当吸附过程进行的速率与脱附过程进行的速率 相等时，表面上气体的浓度维持不变，这样的 状态称为吸附平衡。
Absorbance (a.u.)
25 C 100 C 200 C 300 C 400 C 500 C
o o o o o
o
1400
1500
1600
1700
-1
1800
Wavenumber (cm )
5
4
3
2
1
150
100
50
0
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
-50
-100
Chemical shift(ppm)
吸附态包括三方面的内容
物理吸附与化学吸附
按推动力性质，吸附可分为物理吸附和化 学吸附两类。 物理吸附 被吸附分子结构变化不大。 化学吸附 被吸附分子结构变化。
物理吸附和化学吸附的区别
物理吸附 吸附力 范德华力 吸附层 单层或多层 选择性 无 热效应 较小，近于 液化热 吸附速度 较快，不受 温度影响， 不需活化能 化学吸附 化学键力 单层 有 较大， 近于 化学反应热 较慢，温度升高 速 度加 快，需活化能
• 后两类吸附热皆随覆盖皮变化，称为真实吸附。 • 多数实验结果是属于后两类或由后两类派生出来的。
吸附热随覆盖度的关系
产生真实吸附的原因
1、表面不均匀
• 表面各处的组成、结构和周围的环境不同， 并存在棱、边、角及各类缺陷等，引起各吸 附中心的能量不同，对吸附分子的作用力不 同。
2、吸附分子的相互作用
多相催化反应基础
多相催化反应过程是气体(液体)反应物在 固体催化剂表面进行的，反应物和产物 在催化剂孔中的扩散和在表面上的吸附 作用是反应的必经步骤 研究催化剂的吸附、表面积和孔结构是 很重要的
The surface energy of a covalent solid
The surface energy of an ionic solid
吸附态的红外光谱（IR〕 吸附态的红外光谱（IR〕
Absorbance (a.u.)
25 C 100 C 200 C 300 C 400 C 500 C
o o o o o
o
1400
1500
1600
1700
-1
1800
Wavenumber (cm )
吸附态的红外光谱（IR〕 吸附态的红外光谱（IR〕
B
+
A
+ +
B A
-
A B
-
+
B A
-
A B
B
+ -
+ -
-
A
B
A
+
B
固体表面吸附现象的本质
There is an imbalance of forces at the surface ; One form of adsorption occurs as a result of a molecule’s interaction with these free molecule’ valencies
微分吸附热
催化剂表面吸附的气体从n 催化剂表面吸附的气体从n mol 增加到 (n+dn) mol时，平均吸附每摩尔气体所放 mol时，平均吸附每摩尔气体所放 出的热量－微分吸附热 出的热量－ 反映了吸附过程某一瞬间的热量变化。 微分吸附热是表面覆盖度θ的函数 表面覆盖度－已被吸附分子覆盖的表面 积占总表面积的分率。 用初始吸附热与催化活性相关联，比较 不同催化剂的催化活性。
氢的吸附态
氧的吸附态
氧原子负离子O- 很 活泼，即使低温下也 能与H2、CO、C2H4 以及饱和烃反应。 氧分子负离子O2-稳 定性好，反应性能较 O- 差。
一氧化碳的吸附态
CO在Ni、Pt、Pd等 金属上 线式和桥式等吸附态
烯烃的吸附态
烯烃在金属上的缔合 化学吸附 吸附态有σ型和PI型 两种