吸附作用与多相催化.ppt

解离吸附的Langmuir方程吸附时分子在表面发生解离，一个粒子变成两个粒子，而且这两个粒子各占一个吸附中心。如O2在许多金属上解离为两个O。O2OO第64页,共68页，2024年2月25日，星期天解离吸附解离吸附分子在表面上的覆盖度与分压的平方根成正比，这一结论可用来断定粒子是否发生了解离吸附。这是解离吸附的特征。第65页,共68页，2024年2月25日，星期天本章重点内容：多相催化反应步骤、外扩散、内扩散、物理吸附、化学吸附、吸附相关概念，吸附位能曲线缔合吸附、解离吸附、溢流效应五种类型物理吸附的等温线Langmuir等温方程的几点假设，以及Langmuir等温方程第66页,共68页，2024年2月25日，星期天1.详细说明多相催化反应的步骤。2.解释什么是吸附现象、吸附质、吸附剂、吸附态、化学吸附态、吸附平衡。3.什么是物理吸附、化学吸附？物理吸附与化学吸附有什么差别。4.Langmuir等温方程的几点假设是什么？并写出单种分子吸附的Langmuir等温方程，并画出Langmuir等温线。练习题：第67页,共68页，2024年2月25日，星期天感谢大家观看第68页,共68页，2024年2月25日，星期天氧原子负离子O-很活泼，即使低温下也能与H2、CO、C2H4以及饱和烃反应。氧分子负离子O2-稳定性好，反应性能较O-差。分子型原子型氧的吸附态第32页,共68页，2024年2月25日，星期天3、CO的吸附CO的吸附方式主要有线型和桥型，此外还有孪生型、多重型等，而且都是缔合吸附线型桥型孪生型多重型第33页,共68页，2024年2月25日，星期天4、烃的吸附烷烃的吸附：在过渡金属及其氧化物上，发生解离吸附。烯烃的吸附：可发生解离吸附，也可发生缔合吸附。发生了解离吸附，并出现了自加氢解离吸附第34页,共68页，2024年2月25日，星期天催化反应与吸附的关系：气—固相催化反应中，至少有一种反应物要吸附在催化剂的表面上。吸附键的强度要适当，吸附的过强或过弱都不利于下一步化学反应的进行。如果催化剂对反应物吸附过强，往往形成较稳定的表面络合物；吸附过弱，反应物分子活化不够，不利于反应。缔合吸附?型π型第35页,共68页，2024年2月25日，星期天三、吸附粒子在表面上的运动和溢流效应1、吸附粒子在表面上的运动吸附粒子在金属表面上各个分立的中心上吸附时，吸附粒子都是处在位能最小的某些状态。吸附粒子除在平衡位置有垂直于表面方向的震动外，在各个吸附中心间尚有移动运动。吸附粒子从一个吸附中心移动到另一个吸附中心，必须克服一个势垒（能垒）。若势垒比分子的热运动能大很多，吸附粒子只能在势阱底附近做振动运动，此种情况为定位吸附。若势垒与分子的热运动能相近，吸附粒子可直接在各个吸附中心间转移，发生非定位吸附，此时的吸附层称为动性吸附层。吸附的动性可使表面充分利用，也使吸附粒子更易接近，有利于催化反应。第36页,共68页，2024年2月25日，星期天2、溢流效应（spillovereffect）溢流效应是吸附粒子在表面上移动的另一种情况。黄色固体蓝色固体室温下这个反应并不发生，但是若将WO3用水润湿，掺入载有铂粉的硅胶，置于氢气气氛下，WO3由黄色变成蓝色。反应的原因：氢解离吸附成氢原子，氢原子沿表面移动，遇到水变成质子并释放出一个电子，质子在水的薄膜中移动，遇到WO3反应，生成蓝色的HxWO3。第37页,共68页，2024年2月25日，星期天在一个相（给体相）表面上吸附或产生的活性物种（溢流子）向另一个在同样条件下并不能吸附或产生该活性物种的相（受体相）表面上迁移的过程，称为溢流。溢流可发生在金属－氧化物、金属－金属、氧化物－氧化物和氧化物－金属各体系中。可能产生溢流的物质有H2、O2、CO等。第38页,共68页，2024年2月25日，星期天来自金属的氢溢流物种能与表面积炭反应生成CH4，从而除去碳。氢溢流物种也可以与表面金属氧化物上羟基反应生成水，使氧化物的金属暴露出来，成为活性中心。因此溢流物种与固体表面的反应对保持催化活性的稳定也是重要的。第39页,共68页，2024年2月25日，星期天四、吸附热吸附强弱的度量方法：吸附物种与催化剂表面键合形成化学吸附键的强弱，由反应物与催化剂的性质及吸附条件决定。其数值大小可由化学吸附热度量。吸附热越大，吸附键愈强；