固体催化材料之碳材料：活性炭、炭纤维、炭分子筛、富勒烯、碳纳米管、石墨烯2015.pptx

《固体催化材料》;课程内容;交流方式;/index.php;/forumdisplay.php?fid=118;/viewthread.php?tid=39030;/s/1mg86tRi;催 化;没有催化的化学就像一把断了柄的剑，一盏不能发光的灯，一个没有声音的铃。　 　——Alwin Mittasch;A. Mittasch, Geschichte der Ammoniak-Synthese, Verlag Chemie, Weinheim, 1957.;Without catalysis no form of life could exist! The life supporting reactions in our body are catalyzed by enzymes, nature’s catalysts. They enable life processes such as respiration to occur rapidly at ambient temperatures and pressures, conditions under which the materials in our body can survive.;催化剂最早由瑞典化学家贝采里乌斯发现。 铂黑能够将乙醇氧化成丁醋酸。 1836年，在《物理学与化学年鉴》杂志上发表了一篇论文，首次提出化学反应中使用的“催化”与“催化剂”概念。;选择性;;催化发展史 The history of catalysis;催化剂种类;催化剂的分类;多相催化剂;负载型催化剂Supported Catalysts;载体是什么？;载体的要求;载体的作用;1、Al2O3：工业催化剂用得最多的载体。价格便宜，耐热性高，活性组分的亲和性很好。;3、硅藻土：自然SiO2。含少量的金属氧化物及有机物，其孔结构和比表面随产地而变。使用前要用酸处理，一是为了提高SiO2的含量，增大比表面、比孔容和主要孔半径；二是为了提高热稳定性，经酸处理后，可进一步增大比表面。硅藻土主要用于制备固定床催化剂。;5、TiO2：具有锐钛矿、板钛矿、金红石三种结晶形态。板钛矿因为不稳定难以合成；锐钛矿在较低温度下生成，相对密度为3.84，比表面积较大；锐钛矿在600?1000?C加热就变成金红石，金红石相对密度4.22，比表面积较小。;固体催化材料之碳材料活性炭、碳纤维、碳分子筛、富勒烯、碳纳米管、石墨烯;Philippe Serp, José Luis Figueiredo Carbon Materials for Catalysis;Chinese Journal of Catalysis;主要内容;新型碳材料\碳纳米材料;比较碳与炭的区别：;碳 4种同素异形体 ;碳的同素异形体的结构及物性参数;sp3杂化 一个s轨道和三个p轨道杂化成四个sp3杂化轨道;原子晶体，C sp3杂化，高熔点，高沸点，高硬度。;sp2杂化 sp2杂化轨道含1/3 s和2/3 p的成分。一个s??道和两个p轨道杂化，形成3个完全相同的sp2杂化轨道。其3个轨道间夹角为120°，呈平面正三角形。; 过渡型晶体，层内C sp2杂化，C-C共价键；层-层之间范德华力；层上、下有Πnn离域键 。层内：142 pm, 层间：335 pm. 离域π键 → 导电、导热；层内C-C共价键→耐高温、化学惰性；层状结构→解离性。;sp杂化 同一原子内由一个ns轨道和一个np轨道发生的杂化，称为sp杂化。杂化后组成的轨道称为sp杂化轨道。sp杂化可以而且只能得到两个sp杂化轨道。;;碳材料的发展史 ;二十大碳材料;第二代碳材料（十九世纪） ;活性炭;第三代碳材料 ;碳纤维 活性炭纤维 ;玻璃炭 金刚石薄膜;石墨层间化合物（可膨胀石墨） 气相生长炭纤维;中间相沥青基炭纤维 碳化硅晶体;碳/碳复合材料 ;第四代炭材料——新型碳材料;三大含富勒烯护肤品;碳纳米管 石墨烯;碳纳米洋葱（纳米金刚石） 碳包覆纳米金属颗粒;碳气凝胶;科学家制备出世界上最轻材料2015/1/15;活性炭(AC);郏其庚主编 华东理工大学出版社 2002 7-5628-1230-6;/plugin.php?identifier=downloadmodule=downloadacti=softviewsoftid=78;活性炭的基本概念;简介;活性炭化学组成;活性炭表面形貌;按活性炭的形状分类;按活性炭原料分类;活性炭的结构;活性炭的结构 ;微晶结构;