吸附作用与多相催化课件.PPTVIP

五、Brunaer-Emmett-Teller吸附等温式----BET公式 BET公式 V—吸附量 P---吸附平衡时的压力 P0---吸附气体在给定温度下的饱和蒸汽压 Vm---表面单分子层饱和吸附量（气体体积） c---与吸附热有关的常数 第二章 吸附作用与多相催化 物理吸附等温线的5种类型 l?类型IV和V：过渡型孔（孔径2~50nm）固体中的吸附，包括发生在孔中的毛细管冷凝，并带有滞后环，环区吸附和脱附不是同一条线 第二章 吸附作用与多相催化 l?类型I：多微孔固体的吸附（孔径≤2nm）, 孔径大小与吸附分子相当 l?类型II和III：大孔(孔径≥50nm)固体的自由表面上多分子层物理吸附 第三节 金属表面上的化学吸附 研究金属表面上的化学吸附的意义： ?100多种元素中，金属占80% ?70%以上的催化反应涉及某种形式的金属组分， 如：催化加氢与脱氢，部分氧化反应 适宜于催化理论研究， 易制成纯净的形式、易于表征 金属丝、金属薄膜、金属箔片、金属单晶 第二章 吸附作用与多相催化 一、金属的化学吸附活性 1、金属的化学吸附能力 金属对气体分子化学吸附强度顺序： O2 C2H2 C2H4 CO H2 CO2 N2 各种金属对气体的吸附能力强弱不同，有的金属能吸附所有气体，有的只能吸附氧，多数居中间，只能吸附从氧到氢（金例外）。 过渡金属，吸附能力强 非过渡金属，吸附能力弱 第二章 吸附作用与多相催化 原因：价电子层都有一个以上的未配对d电子或d空轨道，易与吸附分子形成吸附键。 1、金属的化学吸附能力 金属的化学吸附能力 第二章 吸附作用与多相催化 组 金属 气体 O2 C2H2 C2H4 CO H2 CO2 N2 A Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo, W, Fe, Ru, Os + + + + + + + B1 Ni, Co + + + + + + - B2 Rh, Pd, Ir, Pt + + + + + - - B3 Mn, Cu + + + + + - - C Al + + + + - - - D Li, Na, K + + - - - - - E Mg, Ag, Zn, Cd, In, Si, Ge, Sn, Pb, As, Sb, Bi + - - - - - - 金属的化学吸附能力: A组：最活泼，过渡金 属，IV副、V副、 VI副、VIII1族 B1和B2组：较活泼， 过渡金属，VIII2族 和VIII3族 B3组：较活泼，过渡 金属，第一长周期 的2个反常元素Mn 和Cu C、D、E组：不活 泼 ，非过渡金属 1、金属的化学吸附能力 第二章 吸附作用与多相催化 过渡金属的吸附能力强, 与其价电子结构中的不成对d电子有关. A组金属：d壳层有3个以上的空位，能吸附N2 Mn：价电子层3d54s2，d层半充满，较稳定，不很活泼 Cu和Au：能吸附C2H2和C2H4, 价电子层3d104s1， 5d106s1，d层充满， 3d-4s和5d-6s能级差较小,化学吸附时容易发生电子跃迁,产生d能带空位,形成化学吸附键 Ag: 不能吸附C2H2和C2H4, 价电子层4d105s1，d层充满，4d-5s能级差较大,不容易发生电子跃迁 1、金属的化学吸附能力 第二章 吸附作用与多相催化 金属的化学吸附能力: 指导作用，催化活性金属的选择 化学吸附活性高的金属,可能催化活性高 例子：合成氨反应，H2和N2同时吸附，A组金属 CO的加氢反应，A、B1和B2组金属， B3 组金属也可能, D组和E组金属不能催化 CO的加氢反应 一、金属的化学吸附活性 2、气体在金属上的化学吸附热 金属解离吸附双原子分子能力的定量表述： 克分子吸附热与形成相应的体相化合物的能力相关 克分子吸附热可以定量表述各种金属表面上化学吸附的强度。 第二章 吸附作用与多相催化 克分子吸附热: 1mol物质从气态转变成化学吸附态所