催化剂与催化作用总复习全解.ppt

* C. 吸附碱的红外光谱法 酸型（L，B）鉴定：吡啶吸附后红外光谱会出现特征峰 在红外光谱～1540cm-1处有一特征峰，B型酸。 相反，如和L-酸配位，将得到一种配位化合物 这时在～1450cm-1处有一特征峰也可以利用紫外-可见光谱来测酸型。应采用带共轭体系的吸着分子，如蒽，芘，三苯甲烷等。 * 固体超强酸和固体超强碱 固体超强酸： 固体酸的强度超过100%硫酸的酸强度，称之为超强酸。因为100%硫酸的酸强度用酸强度函数H0 表示为–10.6， H0 –10.6的固体酸就称为固体超强酸。 典型代表有SO42-/ZrO2 ，WO3/ZrO2 固体超强碱： 固体表面的碱强度用碱强度函数H-表示高于+26时就称为固体超强碱。 * 硅铝酸盐分子筛晶胞化学组成 分子筛多为结晶硅铝酸盐，其晶胞化学组成式可表示为：Mx/n[(AlO2)x (SiO2)y]·zH2O 式中， M—金属阳离子， 如Na+、 K+、Ca2+等，人工合成时通常为Na+。分子筛结构中Si和Al的价数不同，造成的电荷不平衡必须由金属阳离子来平衡。n为金属阳离子的价数， 若n=1，M的原子数=Al原子数；n=2时，M原子数为Al原子数的一半。 y/x俗称硅铝比；硅铝比是分子筛的一个重要指标，硅铝比不同，分子筛的性质也不同。 z为结构中结晶H2O分子数目。 * （3）沸石分子筛上的催化作用 酸催化作用：分子筛经过质子交换处理后，表面具有丰富的质子酸位，是一种固体酸，它在许多酸催化反应中，能够提供很高的催化活性； 择形选择性：又由于分子筛具有分子直径相当的孔道结构，而形成了特殊的形状选择性，在炼油和石油化工领域得到了广泛的应用。例如，催化裂化、异构化、重整等反应。 双功能催化作用：负载金属（Pt,Pd等)的分子筛具有双功能催化作用，金属的作用是催化加氢与脱氢反应，分子筛的作用是提供酸性位。 氧化作用：某些钛硅分子筛（如TS-1）是性能优良的选择氧化催化剂。 * 第四章 金属催化剂及其催化作用 * 4.1.1金属催化剂的分类及应用 (Category and application of metal catalysts) 金属催化剂的分类： 纯金属 或 合金 单独使用 或 负载型（分散到载体上） 金属催化剂的应用： 加氢 氢解 脱氢 氧化 金属催化剂元素多为d区过渡金属 第四章 金属催化剂及其催化作用 * 4.2.2金属催化剂的化学吸附与催化性能 (chemoadsorption and its catalytic ability of metal cat.) 化学键：取决于金属催化剂的逸出功和气体电离势 1.金属催化剂的逸出功 ? 将电子从金属催化剂中移到外界所需的最小功 2.气体电离势 ? 反应物分子将电子从反应物中移到外界所需最小功 Ag W Re Pt * 化学吸附电子转移和吸附态 a.电子从反应物转移到金属，形成吸附正离子 b.电子从金属转移到反应物，形成吸附负离子 c.电子很难转移，形成吸附共价键，强吸附 * 化学吸附过程是往往是催化反应的控制步骤。 （1）若反应控制步骤是生成负离子吸附态，那么就要求金属表面容易给出电子。 （2）若反应控制步骤是生成正离子吸附态时，则要求金属催化剂表面容易得到电子。 （3）若反应控制步骤为形成共价吸附时 Φ值要小 Φ值要大 则要求金属催化剂的Φ=I相当为好。 * 4.3.3 能带理论 (Energy Band Theory) 1、能带的形成 金属原子 金属晶体 分立能级 能带 2、能带中的电子填充 s能带 N个能级 2N个电子 p能带 3N个能级 6N个电子 d能带 5N个能级 10N个电子 * 5、过渡金属晶体d带空穴与催化活性 d带空穴越多，接受反应物电子配位数目越多， d带空穴越少，接受反应物电子配位数目越少， 例：N原子与吸附中心有3个电子转移配位，Fe/2.2，Co/1.7， Ni/0.6 例：H原子与吸附中心有1个电子转移配位，Co/1.7，Ni/0.6，Pt/0.55，Pd/0.6 习题42, 54 * 第五章 过渡金属氧化物和硫化物催化剂及其催化作用 * I. 金属氧化物催化剂主要是VB－VIII族和IB，IIB族元素氧化物 II. 催化剂多由两种或多种氧化物组成 III. 氧化物具有半导体特性故为半导体催化剂 IV. 这些氧化物应用与氧化还原反应与过渡金属电子特性有关。 * P型半导体： 含有易于接受电子的杂质，半导体满带中的电子输入杂质中而产生空穴，该杂质叫受主杂质。 半导体