第3章吸附作用与多元催化课件.ppt

第一节 多相催化剂反应步骤 第二节 吸附等温线 第三节 金属表面上的化学吸附 第四节 氧化物表面的化学吸附 第一节 多相催化剂反应步骤 七步: 外扩→内扩→表面吸附→表面反应→表面脱附→内扩→外扩表面反应过程,化学动力学过程 一. 外扩散与外扩散系数DE Re190 Re190 用于求气—固传质系数kg值 二. 内扩散系数DI 分子扩散 一、化学吸附研究用的金属表面（研究催化机理时有用） 要求:准确知道化学组成,而且是清洁的 种类:1)丝 (用电热处理以清洁表面) 2)箔片 (用离子轰击以清洁表面) 3)薄膜 (真空条件下将金属蒸发再冷凝而得) 4)单晶 (研究用的最多,但工业应用不多—表面积 太小；工业上用多晶的） 二、金属表面上分子的吸附态 分子吸附在催化剂表面上，与表面原子间形成吸附键，构成分子的吸附态 吸附键的类型：1）共价键 2）配位键 3）离子键 * * 第三章 吸附作用与多相催化 努森扩散 综合扩散 有效扩散 构型扩散Dc：属择形扩散，表面迁移作用—分子筛 内扩散效率因子 （一般情况下） 结论：Φ↗，η↘ n↗，η↘ η片η柱η球（Φ一定时） 三. 反应物分子的化学吸附 物理吸附与化学吸附特点的比较 不可逆 可逆 可逆性 化学键力 范德华力 力 大（40—80KJ/mol） 小（8—20kJ/mol） 吸附热 有 无 选择性 单分子层 多分子层 层 化学吸附 物理吸附 吸附 四. 表面反应 T↗吸附态的化学物种要进行表面迁移，随之发生化学反应。 吸附强度：大了不好，小了也不好，呈火山形 (volcano) 五.产物脱附 与吸附规律一样，但不希望产物吸附力太强，否则活性中心得不到“再生”。 第二节 吸附等温线 等温吸附方程的作用:定量地描述吸附量和吸附因素之间的关系. 平衡吸附量：达到平衡时气体被吸附剂（固体催化剂）吸附的量 Vm:单分子层吸附时，所能达到的最大平衡吸附量(与P无关了) θ 一.Langmuir方程(理想模型) 假定: (1) 吸附剂表面是均匀的 (2) 吸附分子间无相互作用 (3) 每个吸附分子占据一个吸附位,吸附是单分子层的 平衡时 即 令 则 PA很低时, PA很高时, Langmuir吸附方程一种形式 以(Pa/ V)作 y 轴,以P为x轴(横坐标) 上式为一直线 斜率由 1/Vm → Vm P/V 截距由 1/(VmKp) → Kp 二. 解离时的Langmuir方程 P (1/Vm)斜率 —1/(VmKp) PA很小时, PA很大时, 三. 竞争吸附的Langmuir方程 双分子吸附 吸附速率 脱附速率 A平衡时, B平衡时， 多组分吸附时 四. 非理想吸附等温方程 假定: 1）表面是非均匀的 2）吸附分子间有相互作用 3）多层吸附 典型：1）焦母金方程 2）菲龙德里西方程 适用范