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华东理工大学2014-2015学年第一学期 《表面化学与催化》课程论文 班级 工艺142 学号 姓名 陈华 开课学院 化工学院 任课老师 朱卡克, 陈立芳 成绩 论文题目： 论文要求： 通过对表面化学与催化课程的学习，结合本课程知识点,论述自己的观点，力求针对问题，观点正确，论证有理，逻辑性强。 杜绝抄袭，否则以0分计，并上报研究生院和所在学院； 请在本学期结束前（1月18日）上交考察论文； 结合课程内容和教师发给大家的相关论文； 阐述基本原理，最好图文并茂，总文字不少于3000字; 引用文献，请标注。 教师评语： 教师签字： 日期： 在H2-TPR实验中要选择合适的条件才能得到的谱图，请结合其基本原理阐述如何选择H2-TPR的条件？ 物理吸附和化学吸附。 论述晶形沉淀和非晶形沉淀的形成原理。 物理吸附经常用于解析催化剂的比表面和孔道结构，其中微孔和介孔有着不同的吸附特点，其中介孔常用的是Barrett-Joyner-Halenda（BJH）模型，请简述其测定孔径分布的原理和应该避免的错误。 制备负载型催化剂过程中，氧化物载体在水溶液中，其表面能极化带电，该载体的等电点（ZPC, Zero Point of Charge）直接影响其负载活性组分的性能。请以WO3（ZPC = 0.5）、TiO2（ZPC = 6）和MgO（ZPC = 12）为例，分析其在不同PH值条件下对阴阳离子的吸附性能。 表面反应过程涉及表面扩散、体相扩散和表面反应，请简述他们之间的区别与联系。 在固体洁净的表面上吸附质的结构一般用Wood’s标记法来表示，简述 的结构特点。 1.在H2-TPR实验中要选择合适的条件才能得到正确的谱图，请结合其基本原理阐述如何选择H2-TPR的条件？ 原理：氢气程序升温还原法（H2-TPR）法是程序升温分析法的一种。在TPR实验中，将一定量的金属氧化物催化剂置于固定床反应器中，还原性气流（通常为含低浓度H2 的H2/Ar或H2/N2混合气）以一定流速通过催化剂，同时让催化剂以一定速率线性升温，当温度达到某一数值时，催化剂上的氧化物开始被还原，由于还原气流速不变，故通过催化剂床层后H2浓度的变化与催化剂的还原速率成正比。用气相色谱热导检测器连续检测经过检测器的H2浓度的变化，并用记录仪记录H2浓度随温度的变化曲线，即可得到催化剂的TPR谱，它是带有峰形的曲线。它可以提供负载型金属催化剂在还原过程中，金属氧化物之间或金属氧化物与载体之间相互作用的信息[1]。 选择方法： （1）首先要对原料进行预处理，预处理是用惰性气体在一定温度下对待测样品进行洗脱，洗脱掉表面吸附的H2O、CO2，使样品接近其本质属性，防止这些气体对TPR谱线产生干扰。对于在空气中易被还原的样品，应用O2对其进行吹扫使其充分氧化后再用惰性气体进行吹扫。 （2）当样品的还原温度很低时需要用到冷阱，而且冷阱还可出去H2混合气中的H2O，由于检测器是热导池检测器，故H2O等杂质的引入必然会对混合气体的热导率产生影响，从而影响到H2浓度变化曲线。 （3）为了使H2的浓度变化明显，并且有足够的H2浓度来还原催化剂，H2浓度不宜过高或过低，一般选为5～10%的浓度。载气气速为30～40 mL/ min。 （4）升温速率一般为10～15K/ min。 （5）样品用量和气体流速的选择还应考虑到以下因素:①天平的最低称量值。②信号峰的多少和各个峰的差别。③出峰时间。样品的量大，信号峰分离就不明显，容易两个峰分不开，所以量要少一点好，所以样品的量加入少会好一点，但也不可太低，一般取为30 mg左右，但还要根据具体情况调整，这个量的选取是因为再少的量天平称量就有误差了。当然，气流要慢一点好，快的话可能有些信号就没有了，但是也不能太慢，太慢可能使得一些峰不能还原。温度也选择也是这样。一般来讲，所谓常用条件是来参考的，具体的实验，还是要具体对两三 个样品来确定，找到最佳调节，然后再确定该条件，平行做其它的催化剂才有的比较。2. 什么是吸附？请说明物理吸附和化学吸附的区别与联系。 吸附的概念[2]：吸附是指流体（气体或液体）与固体多孔物质接触时，流体中的一种或多种组分传递到多孔物质外表面和微孔内表面并附着在这些表面上形成单分子层或多分子层的过程。被吸附的流体称为吸附质，多孔固体微粒称为吸附剂，吸附剂内的流体称为吸附相，剩余的流体本体称为吸余相。 物理吸附与化学吸附的区别：（1）固体表面的吸附作用，按其本质来分，可以分为两大类，即物理吸附与化学吸附。物理吸附依靠普遍存在于分子之间的van der waals力，所以不论在什么吸附剂上