催化剂宏观物性表征讲课.ppt

Dubinin-Stoeckli （D-R-S）方程： 活性炭的氮吸 附等温线、吸 附势分布和微 孔体积分布 Horvaih-Kawazoe (Ｈ-Ｋ)方程 H-K原方程： H-K-S-F方程 H-K球形孔展开式 H-K 改进式 密度函数法（DFT）--无须任何校正 采用分子统计热力学方程，关联等问线与吸附-吸附系统的微观性质。DFT理论基于Tarazona状态方程的解，得多孔体吸附等温线，用于孔结构分析。 87KAr吸附的核 函数代表模型等 温线 微孔固体吸附表征 ----H-K法与DFT法 p/p0下吸附量与p/p0=0.4 吸附量之比为? s 介孔固体表征 低压区 毛细凝聚 多层吸附 Kelvin法不适用小的介孔 DFT法可用，但常带来错误 MCM-41 六角排列得： 改进式 ? MCM-41： p/p0=0.41-0.46处无 滞后回线的IV等温 线 p/p0=0.41发生毛 细凝聚前在孔壁上 出现单-多层吸附。 物理吸附实验技术 介 孔 分 析 压 汞 法 压-退汞滞 后回线 偏离理想 的孔模型 分形几何学在压汞法中的应用 概念：分形是一种形状，其细小部分与整体之间具有某种相似性。 Sirpinski提出： V是进汞体积，ph为外 压力，Ds为分维。 S是压汞法测得的孔表 面积，ri为孔半径 压汞法 实验技术 大连化物所博士生专业课 化学吸附与表面酸性测定 丁 云 杰 2003-5-30 物理吸附 化学吸附 范得华力，低温，单层 或多层吸附，凝聚 分子与表面间的化学键 力，选择性，活化吸附 与非活化吸附 三种模型的化学吸附等温式 Langmuir 吸附等温式 三个基本假定：1、在固体吸附剂表面上有一定数目的吸附 位，每个吸附位只能吸附一个分子或原子；2、表面上所有 吸附位的吸附能力相同，吸附热相等；3、被吸附分子间无 相互作用。 理想吸附层 实验可测 Freundlich 吸附等温式 表面不均匀性 实验表达式 Temkin 吸附等温式 I 为Langmuir等温式 II 为Temkin等温式 III为Freundlich等温式 化学吸附位与分子吸附态 吸附速率、吸附活化能 均匀表面 不均匀表面， Elovich速率方程 t为吸附时间 T为吸附温度 问题： 合适的实验条件： 区分物理吸附和化学吸附 酸性羟基：3640（大笼） 强酸性 3550（小笼） 弱酸性 * 大连化物所博士生专业课 催化剂宏观物性质测定 丁 云 杰 2003-5-30 含微孔的纳米级晶粒 微米级颗粒 颗粒集合体 工业催化剂或载体是具有发达孔系的颗粒集合体 催化剂的颗粒分析 颗粒尺寸 等效球直径 粒径表示 颗粒度 粒团尺寸 平均粒径 Ganssian分布 粒径分布 粒度分析技术 筛分法 电子显微镜 沉降光透法 Coulter 电感法 光学显微镜 重力沉降- 扬析法 光衍射 粒径≥1? m 场流动分级 颗粒色谱 粒径≤1? m 离心沉降 光散射 沉降Ｘ射线光透法 原理： 利用Ｘ射线检测颗粒系统沉降过程中悬浮物 透射率的变化。颗粒通过粘滞流, 其在重力场 作用下的平衡沉降速率与颗粒尺寸有关 Stokes定律描述： ｄ=Ｋｕ1/2 ，Ｋ=[18η/(ρ-ρ0)ｇ]1/2 ｄ为球形颗粒直径, Ｋ为常数, ｕ为平衡沉降速 率, ｇ为重力加速度, ρ是该球形颗粒的密度, ρ0为介质密度,η是介质粘度 当ｄ与ｕ满足ｄｕρ0/η0.3(雷诺准数值) 可使用Stokes定律 激光衍射法 单球形颗粒对光的衍射与相同直径的圆孔 衍射相同,对于粒径为ｄ的颗粒, 其在任意散射 角θ下的散射光强度Ｉ(θ)服从Arry分布。 式中Ｉ0是入射光强度, ｆ是接收透镜的焦距, λ是入射光波长, 参数Ｘ=πｄｓｉｎθ/λ, Ｊ1是Ｘ的一阶贝塞尔函数。 不同粒径球形颗粒产生 衍射的衍射角不同，来 测定颗粒的粒径分布。 纳米粒度分析 纳米颗粒和原子团或离子簇又称零维物质, 尺寸约几十纳米以下, 小于磁性物质的磁畴 和导体中电子平均自由程, 即粒度达到了临 界尺寸。几个纳米的颗粒具有幻数结构。纳 米级粒度分析是纳米催化研究的基本信息来 源, 一般要求测量范围约5～500ｎｍ 电镜-小型图像仪法 光子相关谱