附作用与多相催化.ppt

第二章 吸附作用与多相催化 第一节 多相催化的反应步骤 一、多相催化反应过程—化学动力学过程 二、外扩散与外扩散系数 二、外扩散与外扩散系数 三、内扩散与内扩散系数DI 三、内扩散与内扩散系数DI 三、内扩散与内扩散系数DI 三、内扩散与内扩散系数DI 四、催化剂效率的表征 五、反应物分子的化学吸附 吸附物种的表面反应 产物的脱附 第二节 吸附等温线 吸附等温线 吸附等温式 一、简单的Langmuir吸附等温式 一、简单的Langmuir吸附等温式 一、简单的Langmuir吸附等温式 一、简单的Langmuir吸附等温式 二、解离吸附的Langmuir吸附等温式 二、解离吸附的Langmuir吸附等温式 三、竞争吸附的Langmuir吸附等温式 三、竞争吸附的Langmuir吸附等温式 三、竞争吸附的Langmuir吸附等温式 三、竞争吸附的Langmuir吸附等温式 四、非理想的吸附等温式 四、非理想的吸附等温式 五、Brunaer-Emmett-Teller吸附等温式----BET公式 五、Brunaer-Emmett-Teller吸附等温式----BET公式 物理吸附等温线的5种类型 第三节 金属表面上的化学吸附 一、金属的化学吸附活性 1、金属的化学吸附能力 1、金属的化学吸附能力 1、金属的化学吸附能力 一、金属的化学吸附活性 2、气体在金属上的化学吸附热 2、气体在金属上的化学吸附热 2、气体在金属上的化学吸附热 2、气体在金属上的化学吸附热 3、化学吸附键的本质 3、化学吸附键的本质 二、化学吸附的几何因素 二、化学吸附的几何因素 二、化学吸附的几何因素 二、化学吸附的几何因素 三、化学吸附与催化－火山形原理 三、化学吸附与催化－火山形原理 三、化学吸附与催化－火山形原理 三、化学吸附与催化－火山形原理 三、化学吸附与催化－火山形原理 三、化学吸附与催化－火山形原理 三、化学吸附与催化－火山形原理 四、金属表面上分子的吸附态 四、金属表面上分子的吸附态 四、金属表面上分子的吸附态 1、氢的吸附态 1、氢的吸附态 1、氢的吸附态 2、氧的吸附态 2、氧的吸附态 3、氮的吸附态 3、氮的吸附态 4、一氧化碳的吸附态 4、一氧化碳的吸附态 4、一氧化碳的吸附态 4、一氧化碳的吸附态 5、烃类的吸附态 5、烃类的吸附态 5、烃类的吸附态 5、烃类的吸附态 5、烃类的吸附态 5、烃类的吸附态 5、烃类的吸附态 各类烃在过渡金属上的吸附能力 第二章 吸附作用与多相催化 （2）氧的各种吸附态 负离子态：O2- *, O22- *, O- *, O2- * 分子氧：O2* 不稳定的O3-* 氧的各种吸附态的转化： O2- *－表面或晶格氧离子 第二章 吸附作用与多相催化 二位吸附和多核吸附 氮在铁表面上的化学吸附 低温：二位吸附 吸附很快，瞬时完成，非活化吸附， 饱和吸附量与氢相同，说明单分子占据2个吸附部位 可能氮分子没有解离，吸附状态： 第二章 吸附作用与多相催化 二位吸附和多核吸附 氮在铁表面上的化学吸附 室温以上：多核吸附 吸附慢，活化吸附， 吸附平衡时相当于每5个表面原子吸附1个N原子， 氮分子解离吸附，N原子吸附在多个铁原子组成的多位中心上。 1）CO的吸附态 CO 分子：?电子和孤对电子，4种吸附态 线形结构、?-?键合、桥式结构 （1）线形结构（一位吸附） ?电子与金属表面的自由价键合 第二章 吸附作用与多相催化 （2）?-?键合（三位吸附）：碳原子孤对电子对与金属原子的空轨道键合形成?键，金属原子中dxy轨道的电子，与CO分子中空的?*轨道形成?键。 第二章 吸附作用与多相催化 第二章 吸附作用与多相催化 （3）桥式结构（二位吸附） CO再杂化，sp?? sp2, 与2个金属原子的自由价形成桥联的二位吸附。 第二章 吸附作用与多相催化 （4）孪生吸附 在负载的细颗粒的Rh上，1个Rh原子吸附2个CO分子。 第二章 吸附作用与多相催化 吸附态类型 饱和烃(CH4)：解离吸附 不饱和烃：非解离吸附为主 非解离吸附类型： ? 型：不饱和烃的? 键均裂，C原子从sp2杂化变为sp3杂化，与两个或多个金属原子?键合，形成二位或多位吸附。