论文,黄金的催化作用.docx

论文题目： 黄金的催化作用 学生姓名：齐大卫学生学号：1313060091专业班级：化工一班学院名称：化学与环境工程学院目录1.金元素的化学性质………………………………32.金催化剂的发展历史…………………………….33.金做催化剂的必要条件…………………………44.金原子团簇的制备………………………………45.金催化剂的催化性能……………………………56.结束语……………………………………………6参考资料…………………………………………….61.金元素的物理、化学性质金是元素周期表的第79号元素，第六周期IB族元素，最外层电子排布式为5d106s1，原子半径为1.74nm，由于金的电负性为2.28，比其他所有的金属都要大, 第一电离能也很大，9. 22 eV， 因此很难失去电子,Au + / Au0 的标准电极电势为+ 1. 691 V, 而它对电子的亲和能力2. 31 eV，比氧元素1. 46 eV还要大, 因此它很难发生氧化反应。同时金的氧化物 Au2O3 也不稳定( Hf = + 19. 3 kJ/ mol) , 并且位于周期表第 IB 族的金的原子半径小于同族的银原子, 其熔点和升华焓都比银高, 也就是说本身原子之间的相互作用力较强, 金的单晶表面与其他分子之间的相互作用力很弱, 它对氧或者其他气体的化学吸附能力也很弱。在自然界中，金只以一种稳定的非放射性的同位素形式存在。在任何温度下，空气和氧气对金都不起氧化作用。在所有金属元素中，货币金属属于最稳定的一类，也因为它们稳定才用来做货币，它们的稳定性按电离能力排列为金铜银。由于离子半径比较大，铜银金的金属晶体构型为立方面心晶格，具有熔点沸点高的特点。单组分金属得到的催化剂耐热性差，对使用温度的要求比较苛刻，因此，在工业上为了防止催化剂的失活，要求一定要有适当的助催化剂或载体。事实上，金可以-1价的稳定氧化态存在。另外，金容易于铜铝钛等形成一定组合的合金。在所有元素中，金的收缩率是最大的，其半径比没有相对论影响的情况下收缩了15%。金的物理化学性质，与其特殊的6s价的电子的半径有关。由于6s价的电子的束缚能被加强，因此导致金很高的电负性和化学惰性。所以金一 直被认为是化学惰性最高的金属, 且远不及铂族金属活泼, 所以人们一直认为金不能做催化剂。2.金催化剂的发展历史1972年，Bond在一篇综述中指出，第Ⅷ族金属，特别是钯、铂的催化活性都要远高于金的催化活性。金属催化剂主要使用第Ⅷ和ⅠB族的12个金属。用得最多的是3d金属元素Fe、Co、Ni、Cu，4d金属元素Rh、Pd、Ag，以及5d金属元素Pt。因此在选用催化剂活性组分的时候，很少在第一时间考虑使用金。1985年Schwank的综述中则这样的评价金的催化剂性：尽管本身不具有反应活性，但金的存在，能够影响第Ⅷ族金属的活性和选择性。而到1999和2000年，Bond和Thompson就金的催化行为相继发表综述性的文章。这足以证明，金已经被作为一种具有优异催化性能的金属元素来使用。特别是在一些多相或者均相反应中，金的催化活性和选择性引起了人们的广泛注意。而这个有无到有、到丰富的过程，仅仅花了15年。在这15年的时间里，大量的研究工作彻底改变了改变了人们对金催化惰性本质的看法。20世纪80年代中期，关于金催化剂的研究，相继出现了两个突破性进展。1985年发现，英国威尔士大学的Hutching教授，发现纳米金催化剂是催化乙炔氧氯化反应最好的催化剂：1987年，日本学士春田正毅博士发现，负载型纳米金催化剂具有低温催化CO的功能。这些研究工作，在当时并没有引起高度重视，但是自从进入20世纪90年代，越来越多的人意识到将纳米金负载在氧化物载体上所产生的新的多相催化行为，对丰富催化剂的制备科学以及催化理论将产生重要影响。20世纪90年代中期，有关纳米金的研究引起一些国家的注意。在日本美国英国以及意大利等发达国家，集中了相当的人力物力展开此方面的科学研究。有关纳米金方面的研究论文如雨后春笋般见诸各期期刊。关于金催化剂的研究呈现出不断深入逐步扩展的局面。目前，以纳米金作为主题的国际性催化会议，已经举办了三次，也进一步说明，学术界以及产业部门对金的催化作用给予极大的关注，并预示着金催化剂具有不断增长更广泛的应用前景。与此同时，我国在此方面的研究比较薄弱。3.金做催化剂的必要条件 大块的黄金是没有任何催化性能的，金在充当催化剂时需要以小尺寸的颗粒形式存在，这样便能获得尽可能大的比表面积，而处于小尺寸颗粒状的金属是不稳定的，（此处的不稳定性不是指化学性质），, 分散的金颗粒又会像小颗粒的汞粒一样聚集而失去催化活性，因此有必要将它们附着在某种物质上，使它们彼此分开而不接触。这种物质就是催化剂载体。小尺寸的颗粒金被称为原子团簇化合物，典型的原子团