催化剂的表面吸附.ppt

当T=298K时，四氯化碳的表面张力σ=2.61X10-4N·mol-1，摩尔体积V=197cm3·mol-1，接触角φ=0o,r与p/p0的关系计算结果下见表p/p0rp/p0r0.99540000.954000.9920000.902000.9810000.8090第53页,共58页，2024年2月25日，星期天3.空隙率θ催化剂颗粒内细孔的体积占颗粒总体积的分数称为空隙率，用表示，可由下式计算θ=Vg/V假4.平均孔半径假设有N个大小一样的圆柱形孔，其内壁光滑，有颗粒表面深入颗粒中心。用N个圆柱形孔代替实际的孔，把它看作各种长度和半径的孔平均化的结果，用L0表示圆柱孔的平均长度，以r0代表圆柱孔的平均半径。r0=2Vg/Sg第54页,共58页，2024年2月25日，星期天某些催化剂及载体的r0、Sg及Vg值催化剂Sg/(m2·g-1)Vg(cm3·g-1)R0/nm活性炭500~5000.6~0.810~20硅胶200~6000.415~100SiO2,Al2O3裂解催化剂200~5000.2~0.730~150活性粘土150~2250.4~0.52100活性氧化铝1750.33845Fe2O317.20.135157Fe3O43.80.2111110Fe2O3(8.9%Cr2O3)26.80.225168Fe3O4(8.9%Cr2O3)21.20.228215第55页,共58页，2024年2月25日，星期天2.5.2催化剂的孔内扩散扩散的三种类型容积扩散：在孔径大于100nm的大孔中的扩散多为容积扩散，又称为分子间扩散。努森扩散：在孔径为100nm-1.50nm中的扩散，分子与催化剂孔壁的碰撞，孔道的平均直径小于分子的平均自由程。构型扩散：孔径小于1.5nm的微孔中的扩散，孔的尺度与分子大小处于同一数量级。如分子筛孔道内的扩散就属于此类型。第56页,共58页，2024年2月25日，星期天内扩散内扩散：从颗粒外表面向内孔道的扩散，或其反向的扩散。外表面向内孔的任一点间出现的第二浓度差。内扩散较之外扩散更为复杂，既有容积扩散，又有努森扩散。在分子筛类型催化剂的内扩散，除可能存在容积扩散、努森扩散外，还有构型扩散。分子筛的孔的尺寸小于1.5nm。第57页,共58页，2024年2月25日，星期天感谢大家观看第58页,共58页，2024年2月25日，星期天苯在金属表面上可能的吸附态吸附前苯分子的6个?电子通过吸附与金属原子之间形成配位键。第21页,共58页，2024年2月25日，星期天CO在金属表面上的吸附态CO在Ni、Pt、Pd等金属上线式和桥式等吸附态第22页,共58页，2024年2月25日，星期天O2在金属Ag表面的吸附态氧原子负离子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。第23页,共58页，2024年2月25日，星期天金属表面上化学吸附的应用测定负载型金属催化剂的金属表面原子数目和金属表面积。常用的化学吸附气体是H2、CO、O2、N2O。测定容易实施，结果重复性好，金属原子与吸附物种间化学计量关系能准确确定。第24页,共58页，2024年2月25日，星期天2.3吸附平衡与等温方程2.3.1吸附等温线当吸附与脱附速度相等时，固体表面上吸附的气体量维持不变，这种状态即为吸附平衡。吸附平衡与压力、温度、吸附剂的性质等因素有关。一般地，物理吸附达到平衡时很快，而化学吸附则很慢。对于给定的物系，在温度恒定和达到平衡的条件下，吸附质与压力的关系称为吸附等温式或称吸附平衡式，绘制的曲线称为吸附等温线。第25页,共58页，2024年2月25日，星期天吸附等温线的用途吸附等温线的测定以及吸附等温式的建立，以定量的形式提供了气体的吸附量和吸附强度，为多相催化反应动力学的表达式提供了基础;为固体表面积的测定提供了有效的方法。第26页,共58页，2024年2月25日，星期天物理吸附等温线的五种基本类型

及分析类型I是孔径2nm的微孔固体的吸附特征，其孔径大小与吸附分子大小是同一数量级；类型II、III是大孔（孔径50nm）固体的吸附特征类型IV、V是过渡性孔（中孔）（孔径2~50nm）固体的吸附特征；这种类型的等温线都伴随有滞后环存在，即在脱附时得到的等温线与吸附时得到的等温线不重合。第27页,共58页，2024年2月25日，星期天吸附等温线的