热力学及其应用-.pptVIP

我国单车污染相当于发达国家20倍 1998年北京市汽车达到140万辆时，污染严重 日本东京汽车保有量可达500万辆 北京汽车拥有量每年上涨，目前约300万辆 汽车尾气机外净化 贵金属三效催化净化 稀土复合三效催化净化 贵金属三效催化净化 以蜂窝状堇青石为载体 g-Al2O3为涂层 Pt、Rh、Pd为活性组织 La、Ce等为助剂 贵金属三效催化净化剂的要求 La、Ce在催化剂中的应用 降低贵金属的用量 提高催化转化剂的效果 CeO2具有储放氧功能 700℃退火半小时 生长4小时 Company Logo 晶种浓度增大， 700℃退火半小时，生长6小时，静置26小时 晶种浓度增大， 700℃退火半小时，生长4小时 Thank You！ 热力学及其应用Thermodynamics and its applications 王习东 能源与资源工程系 Department of Energy and Resources Engineering 主讲：王习东 能源与资源工程系 xidong@coe.pku.edu.cn 主要参考书 化学热力学基础、高执棣主编 北京大学出版社、2004年 热力学（Thermodynamics）（第6 版） Kenneth Wark Jr. / Donald E. Richards主编 清华大学出版社、2006年 工程热力学、武淑萍主编 重庆大学出版社、2006年 1 绪论 2 热力学基础与化学热力学 3 工程热力学基础 4 化学热力学在能源与环境材料中的应用 5 化学热力学在资源利用过程的应用 6 化学热力学在能源动力中的应用 7 工程热力学在新兴能源利用中的应用 8 热力学发展展望 课程内容 2 热力学基础与化学热力学 2.1 热力学基本概念 2.2 热力学基本定律 2.3 热化学与化学平衡 2.4 相平衡与相图 2.5 多元、多相平衡热力学 2.6 多元溶液热力学 2.7 表面热力学 2.8 电极过程热力学 2.7 表面与界面热力学 2.7.7 表面吸附 (1) 溶液的表面吸附 (2) 固体表面的吸附 溶液貌似均匀，实际上表面相的浓度与本体不同 把物质在表面上富集的现象称为表面吸附 表面浓度与本体浓度的差别，称为表面过剩，或表面超量 溶液降低表面自由能的方法除了尽可能地缩小表面积外，还可调节不同组分在表面层中的数量 (1) 溶液的表面吸附- Gibbs吸附公式 Gibbs吸附公式 Gibbs用热力学方法求得定温下溶液的浓度、表面张力和吸附量之间的定量关系式 1. dg/dc20，增加溶质2的浓度使表面张力下降，G2为正值，是正吸附。 --属于表面活性物质 2. dg/dc20，增加溶质2的浓度使表面张力升高，G2为负值，是负吸附。--属于非表面活性物质 (2) 固体表面的吸附 固体表面的特点： 1．固体表面分子（原子）移动困难，只能靠吸附来降低表面能 2．固体表面是不均匀的 ，不同类型的原子的化学行为、吸附热、催化活性和表面态能级的分布都是不均匀的。 3．固体表面层的组成与体相内部组成不同 吸附量的表示 吸附量通常有两种表示方法： (2)单位质量的吸附剂所吸附气体物质的量 (1)单位质量的吸附剂所吸附气体的体积 吸附量与温度、压力的关系 对于一定的吸附剂与吸附质的系统，达到吸附平衡时，吸附量是温度和吸附质压力的函数，即： 通常固定一个变量，求出另外两个变量之间的关系，例如： (1) T =常数，q = f (p)，称为吸附等温式 (2) p =常数，q = f (T)，称为吸附等压式 (3) q =常数，p = f (T)，称为吸附等量式 吸附等温线 吸附等温线 氨在炭上的吸附等温线 从吸附等温线画出等压线和等量线 p / k Pa Langmuir吸附等温式 (1) 吸附是单分子层的 (2) 固体表面是均匀的，被吸附分子之间无相互作用 表面覆盖度: q = V/Vm Vm为吸满单分子层的体积 则空白表面: (1 - q ) V为吸附体积 吸附速率为 脱附速率为 达到平衡时，吸附与脱附速率相等 上式称为 Langmuir吸附等温式，式中a 称为吸附平衡常数（或吸附系数）。 吸附速率为 脱附速率为 混合气体的Langmuir吸附等温式 当A和B两种粒子都被吸附时，A和B分子的吸附与解吸速率分别为： 达吸附平衡时，ra = rd 两式联立解得qA，qB分别为： 对多种气体混合吸附的Lngmuir吸附等温式为： Freundlich 吸附等温式 q：吸附量，cm3/g k，n 是与温度、系统有关的常数。 x：吸附气体的质量