5第五章-课件（PPT-精）.pptVIP

催化剂的物理结构 吸附量的表示 吸附量与温度、压力的关系 Langmuir吸附等温式 Langmuir吸附等温式 Langmuir吸附等温式的应用 Langmuir吸附等温式的应用 Vm是一个重要参数。从吸附质分子截面积Am，可计算吸附剂的比表面S0 (1g固体具有的表面积)。 BET公式 吸附曲线的经典测定方法 重量法测定气体吸附 重量法测定气体吸附 容量法测定气体吸附 容量法测定气体吸附 容量法测定气体吸附 动态法吸附实验 动态法吸附实验 小结 Basic assumption 1 Adsorption is multilayer 2 Surface is uniform and there is not interacting force among the molecules adsorbed. 3 Adsorption heat above the first layer are the same and equal to the condensed heat of gas. 用实验数据 对 作图，得一条直线。从直线的斜率和截距可计算两个常数值c和Vm，从Vm可以计算吸附剂的比表面： S0=VmNAσm/V0 σm是一个吸附质分子截面积，NA是Avogadro常数，V0是标准状态下的摩尔体积 S0=VmNAσm/V0 比表面，孔容和孔分布是多孔催化剂和吸附剂的重要参数，这些参数通常可以从吸附实验得到。常用的测定方法分为静态法和动态法两大类，在静态法中又可分为重量法和容量法两种。 在测定固体的吸附量之前，必须将固体表面原有吸附的气体和蒸汽脱附。脱附过程一般在加热和真空的条件下进行，真空度在0.01Pa以下脱附2小时，加热的温度根据吸附剂的性质而定，防止温度太高而影响吸附剂的结构。 将催化剂放在样品盘3中，吸附质放在样品管4中。首先加热炉子6，并使体系与真空装置相接。到达预定温度和真空度后，保持2小时，脱附完毕，记下石英弹簧2下面某一端点的读数。 根据加样前后该端点读数的变化，可知道加样品后石英弹簧的伸长，从而算出脱附后净样品的质量。 先将吸附质气体或蒸汽装在贮气瓶4中，整个吸附系统和量气管的体积都经过精确校正将一定量的吸附剂装入样品管1中，加热、真空脱附，然后放在恒温缸中关上活塞。 从贮气瓶4中放出一定量气体，用压力计读出压力；再打开样品管活塞，达吸附平衡后再读取压力。从压差的变化，用气体状态方程可计算吸附量。用量气管中水银液面的升降，调节系统中的压力和体积，可得到不同压力下的吸附量，从而可绘出吸附等温线。 用气相色谱动态法研究气体或蒸汽的吸附，既快速又准确。实验装置如图所示。 * 第二节 催化剂的物理特性 本节讲授 内容 1 催化剂的物理结构 3 吸附等温线方程 2 物理吸附与化学吸附 一、催化剂的物理结构 ? 孔容：单位质量催化剂颗粒所具有的孔体积。实测方法有压汞仪法（＞100×10－10m）、气体吸附法（＜10nm）和四氯化碳法（总孔容）等。 ? 平均孔半径： ? 比表面积 :单位质量催化剂颗粒所具有的表面积。与催化剂的孔道尺寸有关。BET法和色谱法是常用的测定方法。 大孔r25nm；中孔1nmr25nm；微孔1nm左右 催化剂的物理结构 ? 孔隙率： ? 形状系数(球形度，圆球度)： ? 催化剂颗粒粒度的表示方法：以筛分或当量直径表示 孔的几何形状： 大多数催化剂的孔道是曲折的，没有规律。近年来，沸石催化剂均匀的孔道，分子筛。 孔的几何形状： 大多数催化剂的孔道是曲折的，没有规律。近年来，沸石催化剂均匀的孔道，分子筛。 催化剂的物理结构 气体的吸附过程 二、物理吸附与化学吸附 吸附的理论基础 E 在位能曲线上，随着H2分子向Ni表面靠近，相互作用位能下降。到达a点，位能最低，物理吸附的稳定状态。 这时氢没有解离，两原子核间距等于Ni和H的原子半径加上两者范德华半径。 放出的能量ea等于物理吸附热Qp，数值相当于氢气的液化热。如果氢分子通过a点要进一步靠近Ni表面，由于核间的排斥作用，使位能沿ac线升高。 H2在金属镍表面发生物理吸附 H2在金属镍表面发生化学吸附 在相互作用的位能线上，H2分子获得解离能DH-H，解离成H原子，处于c的位置。 随着H原子向Ni表面靠近，位能不断下降，达到b点，这是化学吸附的稳定状态。 Ni和H之间的距离等于两者的原子半径之和。能量gb是放出的化学吸附热Qc，这相当于两者之间形成化学键的键能。 E B C D G F Ea化学吸附活化能 Ea+QC=Ed 脱附活化能 物理吸附与化学吸附对比表 吸附量通常有两种表