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催化剂的结构 作者： 张利梅 2013.12.12 目录 金属催化剂的结构 金属氧化物催化剂的结构 粘土与沸石分子筛的结构 MOFS(金属有机骨架结构） 1.1 金属催化剂的特点 1.2 金属催化剂的应用领域 Miller指数是这样规定的：以立方晶胞为例，设定它的三个晶轴延长线为坐标轴，三个坐标轴的单位分别为a、b、c，即晶胞参数；晶面与三个坐标相交点的坐标值的倒数整数比。 六方晶系晶面指数的标定原理和方法同立方晶系中的一样，步骤如下：（1）先找出该面在四个坐标轴上的截距长度（以晶胞的点阵常数 a,c 为单位长）；（2）求其倒数并化为最简整数，即得(hkil)指数，这样得到的晶面指数称为 Miller-Bravais 指数。 六方晶系中，三轴指数和四轴指数的相互转化 粘土矿物的化学组成 粘土矿物的两种基本构造单元 （1）硅氧四面体与硅氧四面体晶片 （2）铝氧八面体与铝氧八面体晶片 3.1.1 高岭石 (Kaolinite) ： 晶体构造 3.1.2 蒙脱石(Montmorillonite) ：晶格构造 2.1 尖晶石结构 尖晶石是一种天然矿物质MgAl2O4。与此种结构相同的复氧化物还有很多，构成尖晶石型复氧化物系列。尖晶石的化学组成通式为AB2O4 2. 金属氧化物催化剂结构 很多具有尖晶石结构的金属氧化物常用作氧化和脱氢过程的催化剂。其结构通式可写成AB2O4。其单位晶胞含有32个O2-负离子，组成立方紧密堆积，对应于式A8B16O32。正常晶格中，8个A原子各以4个氧原子以正四面体配位；16个B原子各以6个氧原子以正八面体配位。正常的尖晶石结构，A原子占据正四面体位，B原子占据正八面体位。 2.2 钙钛矿结构 这是一类其晶格结构类似于矿物CaTiO3的化合物，是可用通式ABO3表示的氧化物。 A是一个大的阳离子，B是一个小的阳离子。在高温下钙钛矿型结构的单位晶胞为正立方体，A位于晶胞的中心，B位于正立方体顶点。此中A的配位数为12,B的配位数为6. A O B 2.3 二氧化钛的晶体结构 TiO2在自然界中存在三种晶体结构：金红石型、锐钛矿型和板钛矿型，其中金红石型和锐钛矿型TiO2具有较高的催化活性，尤以锐钛矿型光催化活性最佳。 TiO2有3 种晶体结构，组成结构的基本单元是TiO6 八面体。 Ti原子位于八面体中心 。 TiO6 八面体通过共边或共顶点方式连接，形成不同的氧化钛晶体结构。 金红石相TiO2实际的晶体不是一种密堆积的方式。组成基本晶胞的是四面体晶格（a =0.459nm, b = 0.296nm）。 2.3.1 金红石 类似于金红石结构，由氧阴离子密堆积为主体， Ti4＋阳离子处于的八面体中心位置。氧离子采取－ABACA－方式密堆积。板钛矿中，每个八面体有八个共享的顶点和3条共享的边。 2.3.2 板钛矿 锐钛矿的八面体畸变最大，但比板钛矿中的八面体对称性高。八面体通过共顶点的方式连接成网，八面体层之间通过共边的方式而构成三维结构，每4个八面体层，相同的结构就会重复1次。 2.3.3 锐钛矿 3. 粘土与沸石分子筛的结构 一般指粒径在微米范围的硅铝化合物，并且有正离子交换能力。粘土总的来说主要是指薄片状的硅酸铝，种类不同有不等的正离子交换能力。大多数粘土吸收水或者其他极性溶剂都会膨胀。 3.1 粘土 粘土矿物：高岭石、伊利石、蒙脱石等 粘土 非粘土矿物：石英、长石等 非晶质的胶体矿物：蛋白石、氢氧化铁、 氢氧化铝等 粘土的组成 主要介绍高岭石、蒙脱石、伊利石 硅氧四面体 硅氧四面体俯视图 硅氧四面体晶片 特点： 六个顶点为氢氧原子团，铝、镁或铁原子居于八面体中央。 铝氧八面体 铝氧八面体俯视图 铝氧八面体晶片 特点： A 单元晶层构造：一片硅氧四面体和一片铝氧八面体晶片组成，晶层之间连接紧密，无晶格取代现象发生； B 构造单元中原子电荷是平衡的，无电性； 特点： A 晶层单元由两片硅氧四面体晶片和夹杂在他们之间的一片铝氧八面体晶片构成。 B 各晶层之间以分子间力连接，连接力弱，水分子易进入晶层之间，引起晶格膨胀，那