固体催化剂制备_作业答案选编.ppt

第一次作业答案略解;1. 详细介绍碳的同素异形体;2. 描述活性炭的微晶结构;表面氧化物的种类：根据对活性炭表面化学进行的研究，推测 表面氧化物分为A、B、C三种模式：酸性氧化物（氧化物C）和碱性氧化物（氧化物A和B) ;氧化物A是在700 ℃以上生成的，它在氧分压很低情况下是稳定的。 氧化物B是在300 ℃以上生成的，在700 ℃以上时它同二氧化碳反应放出一氧化碳。在液相吸附时，它吸收酸的能力比氧化物A大，在一般活性炭中，常含有这种类型的表面氧化物 氧化物C是由氧化物B转变来的，在300-850℃ ，由于氧化物B的分解，氧化物C的含量增加。它对压力稳定，能吸收碱。但由于氧化物B的不完全分解所形成的分子内化合物能吸收酸。 ;活性炭的表面氧化物的形成和种类 表面氧化物的形成：炭在活化时所含氢、氧不断减少，同时炭在活化过程也会吸附一些外来的氧，因此，可以认为，活化和对氧的吸附是同时进行的。活性炭吸附的氧，一部分是化学吸附，形成表面氧化物，当脱附时是以二氧化碳或一氧化碳的形式释放出来，这是由于生成的表面氧化物发生热分解。表面氧化物对活性炭吸附酸或碱影响很大，如把活性炭加入电解质溶液中，能引起溶液酸碱度的变化，这就是很好的说明。;活性炭的表面官能团;表面官能团; 表面官能团可以通过与重氮甲烷的反应，与格林试剂的反应，对酸、碱的吸附，红外线吸收光谱、极谱、核磁共振以及电子自旋共振等方法进行检验。;活性炭表面的含氮官能团 ;Boehm滴定法;表面含氧官能团进行定量滴定： 利用表面含氧官能团的酸碱性强弱，其根据如下： 与碳酸氢钠进行中和反应的官能团羧基Ⅰ(Ⅰa+Ⅰb)； 与碳酸钠能进行中和反应的官能团羧基和内酯型羟基(Ⅰ+Ⅱ); ;微孔，吸附，大的孔容和比表面积 活性炭用作催化剂载体时，催化剂主要是沉积在中孔和大孔内，但也有沉积在微孔内 大孔起着输送渠道的作用，当活性炭用作催化剂载体时，较大的孔隙作为催化剂沉积的场所可能是有用;活性炭的制备－炭化;活性炭的制备－制备方法; 化学活化法 化学活化法就是将化学药品加入原料中，然后在惰性气体的保护下进行加热，同时进行炭化和活化的一种方法。 常用的活化剂有碱金属、碱土金属的氢氧化物，无机盐类以及一些酸类，目前应用较多、较成熟的化学活化剂有KOH、NaOH、ZnCl2、CaCl2、H3PO4等，其中以KOH作为活化剂制得的活性炭吸附性能最优异 。;11. 详细描述活性炭制备过程中的KOH活化步骤;活性炭的制备－活化;对活性炭载体进行预处理，是为了降低活性炭的灰分含量、改变活性炭表面元素的组成及结构、提高活性炭强度及改善孔分布，这些性能的改变有助于提高催化剂的性能。主要有以下几个方面： （1）酸处理：采用氢氟酸、硝酸和盐酸等对活性炭进行预处理,降低活性炭的灰分含量； （2）氧化处理：用硝酸、次氯酸钠和过氧化氢等氧化剂对活性炭进行氧化处理； （3）热处理：高温处理提高载体强度及改善载体孔分布； （4）其他处理：载体活性炭用亚硝酸盐和卤化物等浸渍处理。;酸处理;氧化处理;热处理及其他处理;活性炭的催化性质 ; 由于活性炭和载持物之间会形成络合物，这种络合物催化剂使催化活性大增，例如载持钯盐的活性炭，即使没有铜盐的催化剂存在，烯烃的氧化反应也能催化进行，而且速度快、选择性高。 由于活性炭具有发达的细孔结构、巨大的内表面积和很好的耐热性、耐酸性、耐碱性，可作为催化剂的载体。例如，有机化学中加氢、脱氢环化、异构化等的反应中，活性炭是铂、钯催化剂的优良载体。　;活性炭的催化活性深受表面化学基团的“管制”;;碳纤维催化;15. 活性炭纤维与常规活性炭比主要的优点并举例加以阐述;脱硫性能 ;脱硫性能;脱硫性能;CMS vs ZMS;;C60含有30 个弱共轭的碳碳双键, 既可和自由基加成, 又可和一系列亲核试剂、还原试剂、偶极化合物、双烯体以及金属配合物反应。 化学修饰的富勒烯打开了一条通向合成种类繁多的新化合物的道路, 显示出了作为新型催化剂的应用潜力。 1996 年7 月在英国召开的第二届富勒烯科学与技术多学科国际会议上, 报道了一些C60衍生物作为催化剂的探索研究结果, 表明以富勒烯为基础的催化剂显示出了很好的工业应用前景, 并已成为富勒烯的主要研究方向之一。;CNT催化应用 作为催化剂载体;限域催化;活性组分负载方式;键合负载;第二步：在CNT表面官能团上键合金属原子;大π键吸附负载;Graphene-Based Nanomat Could Lead to Next-Generation Catalysts;石墨烯在光催化领域中的应用; 氧化石墨烯（GO）在极性和非极性溶剂中具有良好的溶解性，并且具有大量的羧基、羟基等特征官能团，这