
金属催化剂及其催化作用ppt课件.ppt
73页有利于学习和创新的组织管理机制,创造充满活力的创新激励机制,以市场为导向,以顾客价值追求为中心的企业文化氛围,依赖既开放又相互信任的合作环境金属催化剂及其催化作用金属催化剂及其催化作用v金属催化剂分类Ø块状金属催化剂Ø负载型金属催化剂Ø合金型金属催化剂Ø金属互化物催化剂Ø金属簇状物催化剂几乎所有的金属催化剂都是过渡金属或者是贵金属有利于学习和创新的组织管理机制,创造充满活力的创新激励机制,以市场为导向,以顾客价值追求为中心的企业文化氛围,依赖既开放又相互信任的合作环境金属催化剂的应用v金属催化剂主要催化的化学反应Ø加氢、脱氢Ø异构化Ø部分氧化Ø完全氧化等有利于学习和创新的组织管理机制,创造充满活力的创新激励机制,以市场为导向,以顾客价值追求为中心的企业文化氛围,依赖既开放又相互信任的合作环境金属催化剂的特性vv过渡金属或贵金属催化剂过渡金属或贵金属催化剂过渡金属或贵金属催化剂过渡金属或贵金属催化剂Ø适合作金属催化剂的元素特征一般是d区元素(ⅠB、ⅥB、ⅦB、Ⅷ)外层电子排布:最外层1-2个S电子次层1-10d电子原子结构特点原子结构特点原子结构特点原子结构特点ØØ 最外层有最外层有1-21-2个电子,次外层有个电子,次外层有1-101-10个个d d电子,(电子,(n-n-1 1))dnsdns有未成对的电子。
即使象有未成对的电子即使象CuCu,,AgAg,,AuAu等等d d电子已经电子已经完全充满,由于完全充满,由于d d电子可以跃迁到电子可以跃迁到s s轨道上,因此轨道上,因此d d仍有未仍有未充满的电子通常称为含有未充满或未成对的充满的电子通常称为含有未充满或未成对的d d电子电子从而产生化学吸附有利于学习和创新的组织管理机制,创造充满活力的创新激励机制,以市场为导向,以顾客价值追求为中心的企业文化氛围,依赖既开放又相互信任的合作环境有利于学习和创新的组织管理机制,创造充满活力的创新激励机制,以市场为导向,以顾客价值追求为中心的企业文化氛围,依赖既开放又相互信任的合作环境能带理论能带理论v金属键可以看作是多原子共价键的极限情况按分子轨道理论,金属中N个原子轨道可以形成N个分子轨道随着金属原子数增多,能级间距越来越小,当原子数N很大时,能级实际变成了连续的能带有利于学习和创新的组织管理机制,创造充满活力的创新激励机制,以市场为导向,以顾客价值追求为中心的企业文化氛围,依赖既开放又相互信任的合作环境v能带理论:能级是连续的,电子共有化vs轨道合成的S能带相互作用强,能带宽,电子密度小。
vd轨道合成的d能带相互作用弱,能带较窄,电子密度大v电子占用的最高能级为Fermi能级有利于学习和创新的组织管理机制,创造充满活力的创新激励机制,以市场为导向,以顾客价值追求为中心的企业文化氛围,依赖既开放又相互信任的合作环境v能带理论基础知识v能带理论是一个单电子的近似,每一个电子的运动被近似看作是独立的电子既可以从晶格振动获得能量从低能级跃迁到高能级,也可以从高能级跃迁到低能级把多余的能量放出来为晶格热振动的能量在绝对温度为T的金属晶体内,电子达到热平衡时能量为Ej的能级被电子占据的几率f(Ej)(也称为费米分布函数)EF为费米能级是电子能填充到能带的水平它直接关系到催化剂的活性和选择性有利于学习和创新的组织管理机制,创造充满活力的创新激励机制,以市场为导向,以顾客价值追求为中心的企业文化氛围,依赖既开放又相互信任的合作环境v当T →时分布函数极端情况讨论vØ 首先,令当T= 0°k 时令EF= E0Fv(1)Ej< E0F时v说明在绝对零度时低于E0vF的量子态被电子占据的几率为1v全占满有利于学习和创新的组织管理机制,创造充满活力的创新激励机制,以市场为导向,以顾客价值追求为中心的企业文化氛围,依赖既开放又相互信任的合作环境。
v(2)当Ej> E0F时有利于学习和创新的组织管理机制,创造充满活力的创新激励机制,以市场为导向,以顾客价值追求为中心的企业文化氛围,依赖既开放又相互信任的合作环境周期表同一周期中s、p、d能带的相对位置有利于学习和创新的组织管理机制,创造充满活力的创新激励机制,以市场为导向,以顾客价值追求为中心的企业文化氛围,依赖既开放又相互信任的合作环境由能带理论得出的由能带理论得出的d空穴与催化活性的关系空穴与催化活性的关系Ø不成对的电子引起顺磁或铁磁性铁磁性金属(Fe、Co、Ni)的d 带空穴数字上等于实验测得的磁距测得d空穴为2.2,1.7,0.6d空穴越多可供反应物电子配位的数目越多,但主要从相匹配来考虑举例3Fe=2.2 (d空穴),钴(1.7) 镍(0.6) 合成氨中需三个电子转移,因此采用Fe比较合适举例4加氢过程,吸附中心的电子转移为1对Pt(0.55) Pd(0.6)来说更适合加氢有利于学习和创新的组织管理机制,创造充满活力的创新激励机制,以市场为导向,以顾客价值追求为中心的企业文化氛围,依赖既开放又相互信任的合作环境费米能级与催化反应的关系费米能级与催化反应的关系v催化反应过程要求化学吸附的强弱适中。
这与费米能级之间存在一定的关系v费米能级的高低是一个强度困素,对于一定的反应物来说,费米能级的高低决定了化学吸附的强弱v如:当费米能级较低时,如d空穴过多的Cr、Mo、W、Mn等由于对H2分子吸附过强,不适合作加氢催化剂,而费米能级较高的Ni、Pd、Pt对H2分子的化学吸附的强弱较适中,因此是有效的加氢催化剂v另外,费米能级密度好似一个容量因素,决定对反应物分子吸量的多少能级密度大对吸附量增大有利有利于学习和创新的组织管理机制,创造充满活力的创新激励机制,以市场为导向,以顾客价值追求为中心的企业文化氛围,依赖既开放又相互信任的合作环境价键理论v认为过渡金属原子以杂化轨道相结合,杂化轨道通常为s、p、d等原子轨道的线性组合,称之为spd或dsp杂化杂化轨道中d原子轨道所占的百分数称为d特性百分数,表以符号d%它是价键理论用以关联金属催化活性和其它物性的一个特性参数金属的d%越大,相应在的d能带中的电子填充的越多,d空穴越小加氢催化剂一般d%在40-50%之间为宜有利于学习和创新的组织管理机制,创造充满活力的创新激励机制,以市场为导向,以顾客价值追求为中心的企业文化氛围,依赖既开放又相互信任的合作环境。
配位场理论配位场理论v在孤立的金属原子中,5个d轨道是能级简并的,引入面心立方的正八面体对称配位场后,简并的能级发生分裂,分成t2g轨道和eg轨道两组前者包括dxy、dzx和dzy;后者包括dx2-y2和dz2 eg能带高,t2g能带低Ø由于它们的空间指向性,所以表面金属原子的成键具有明显的定域性Ø在周期表后部的过渡金属中,eg轨道相当自由,可以参与σ键合,t2g轨道由于已有相当程度的充填,使之只能参与π成键,化学吸附物种的键强取决于轨道构型的不同有利于学习和创新的组织管理机制,创造充满活力的创新激励机制,以市场为导向,以顾客价值追求为中心的企业文化氛围,依赖既开放又相互信任的合作环境逸出功与费米能级v逸出功与存在对应关系v逸出功越小,金属给出电子的趋势越大;v逸出功越大,金属从外界获得电子的趋势亦越大v与电负性的关联式:X=0.355φv这里X代表电负性,φ代表逸出功v如Ni的逸出功φ=4.71eV,由上式可 算出,X=1.67eV有利于学习和创新的组织管理机制,创造充满活力的创新激励机制,以市场为导向,以顾客价值追求为中心的企业文化氛围,依赖既开放又相互信任的合作环境Ø金属的逸出功Fe Co Ni Cr Cu Mo4.48 4.41 4.51 4.60 4.10 4.20Rh Pd Ag W Re Pt4.48 4.55 4.80 4.53 5.10 5.32Ø反应物分子的电离势反应物分子将电子从反应物移到外界所需的最小功用 I 来表示。
代表反应分子失电子难易程度金属催化剂的化学吸附与催化性能的关系有利于学习和创新的组织管理机制,创造充满活力的创新激励机制,以市场为导向,以顾客价值追求为中心的企业文化氛围,依赖既开放又相互信任的合作环境有利于学习和创新的组织管理机制,创造充满活力的创新激励机制,以市场为导向,以顾客价值追求为中心的企业文化氛围,依赖既开放又相互信任的合作环境v1、 φ>I时,电子从反应物向金属催化剂表面转移,反应物变成正离子这时反应物与催化剂形成离子键其强弱程度决定于φ与 I相对大小这种情况下,正离子层可以降低催化剂表面的电子逸出功有利于学习和创新的组织管理机制,创造充满活力的创新激励机制,以市场为导向,以顾客价值追求为中心的企业文化氛围,依赖既开放又相互信任的合作环境v2当φ
v3、 φ≈I时,电子难于发生完全转移,这时形成共价键实际上, I和φ不是绝对相等的如果反应物带孤立的电子对,金属催化剂上有接受电子对的部位,反应物分子就会将孤立的电子对给予金属催化剂而形成配价键结合,亦就是产生L酸中心→络合催化有利于学习和创新的组织管理机制,创造充满活力的创新激励机制,以市场为导向,以顾客价值追求为中心的企业文化氛围,依赖既开放又相互信任的合作环境Ø化学吸附后金属金属的逸出功会发生变化如O2,H2,N2,饱和烃在金属上吸附时金属将电子给予被吸附分子在表面上形成负电子层如Ni+N-,W+O-等造成电子进一步逸出困难,逸出功增大而当C2H4,C2H2,CO(有π键)把电子给予金属,金属表面形成正电层,使逸出功降低有利于学习和创新的组织管理机制,创造充满活力的创新激励机制,以市场为导向,以顾客价值追求为中心的企业文化氛围,依赖既开放又相互信任的合作环境v化学吸附过程是往往是催化反应的控制步骤Ø(1)若反应控制步骤是生成负离子吸附态,那么就要求金属表面容易给出电子 Φ值要小,才有利造成成这种吸附态v举例:Ø如某些氧化反应是以O-、O2-、O=等吸附态为控制步骤当催化剂的Φ越小,氧化反应活化能越小。
有利于学习和创新的组织管理机制,创造充满活力的创新激励机制,以市场为导向,以顾客价值追求为中心的企业文化氛围,依赖既开放又相互信任的合作环境Ø(2)若反应控制步骤是生成正离子吸附态时,则要求金属催化剂表面容易得到电子,这时Φ越大,反应的活化能越低Ø(3)若反应控制步骤为形成共价吸附时,则要求金属催化剂的Φ=I相当为好在制备催化剂时如何改变催化剂的逸出功:一般采用加助剂方法,从而达到提高催化剂的活性和选择性的目的有利于学习和创新的组织管理机制,创造充满活力的创新激励机制,以市场为导向,以顾客价值追求为中心的企业文化氛围,依赖既开放又相互信任的合作环境v举例:HCOOH→H2+CO2Ø首先发现催化过程是HCOOH+金属催化剂生成类甲酸盐进一步生成CO2和H2vHCOOH+金属→类甲酸盐→ 金属+H2+CO2有利于学习和创新的组织管理机制,创造充满活力的创新激励机制,以市场为导向,以顾客价值追求为中心的企业文化氛围,依赖既开放又相互信任的合作环境v金属催化剂催化活性的经验规则v(1)d带空穴与催化活性v(2)d%与催化活性v(3)晶格间距与催化活性v(4)表面在原子水平上的不均匀和催化活性有利于学习和创新的组织管理机制,创造充满活力的创新激励机制,以市场为导向,以顾客价值追求为中心的企业文化氛围,依赖既开放又相互信任的合作环境。
晶体结构基础知识介绍晶体结构基础知识介绍Ø晶体是按晶胞的几何图形在三维空间呈周期性无限重复位移而得的空间点阵有利于学习和创新的组织管理机制,创造充满活力的创新激励机制,以市场为导向,以顾客价值追求为中心的企业文化氛围,依赖既开放又相互信任的合作环境晶面指数(密勒指数)晶面指数(密勒指数)v为了描述晶面特性,从空间点阵中划分出来的平面点阵,选择空间点阵的三个平移向量a,b,c的方向作为坐标轴,如图所示v设有一个平面点阵或晶面与三个坐标轴相交,其截距分别为单位向量a,b,c的整数倍,若不相交时其截距为无究大,为防止这种现象,一般采用截距倒数的互质数比(h k l)来表示v如黑板上的图中截距分别为3,3,5则截距倒数的互质整数为1/3:1/3;1/5=5:5:3,这样该晶面指数为(5 5 3)有利于学习和创新的组织管理机制,创造充满活力的创新激励机制,以市场为导向,以顾客价值追求为中心的企业文化氛围,依赖既开放又相互信任的合作环境有利于学习和创新的组织管理机制,创造充满活力的创新激励机制,以市场为导向,以顾客价值追求为中心的企业文化氛围,依赖既开放又相互信任的合作环境有利于学习和创新的组织管理机制,创造充满活力的创新激励机制,以市场为导向,以顾客价值追求为中心的企业文化氛围,依赖既开放又相互信任的合作环境。
催化剂表面结构与吸附和催化性能催化剂表面结构与吸附和催化性能v密勒指数(晶面指数):晶面与三个坐标轴相交,载距为单位向量的倍数,但为了避免不相交的情况产生的截距无究大,而采用截距的倒数互质整数比来表示晶面指数(213)数值很少有大于5的情况,密勒指数越小,一般来说,表面比较光滑,有高的原子密度,原子有相当高相邻原子,即配位数,是稳定晶面的特征v一般来说,高密勒指数晶面易产生缺陷而有利于吸附有利于学习和创新的组织管理机制,创造充满活力的创新激励机制,以市场为导向,以顾客价值追求为中心的企业文化氛围,依赖既开放又相互信任的合作环境有利于学习和创新的组织管理机制,创造充满活力的创新激励机制,以市场为导向,以顾客价值追求为中心的企业文化氛围,依赖既开放又相互信任的合作环境固体晶体催化剂点缺陷固体晶体催化剂点缺陷v当温度大于绝对零度时由于晶体中原子或离子的热振动,而使能量大的原子或离子脱离原来的晶格格点,而到晶格的空隙内,从而生成间隙原子和空位两种点缺陷,这类缺陷称为Frenkel缺陷v如果能量大的原子或离子脱离原来的晶格格点移动到晶体表面上占据晶格正常格点的位置,而在体内留下空位缺陷,这类缺陷称为Schottky缺陷。
有利于学习和创新的组织管理机制,创造充满活力的创新激励机制,以市场为导向,以顾客价值追求为中心的企业文化氛围,依赖既开放又相互信任的合作环境固体晶体催化剂中的缺陷固体晶体催化剂中的缺陷类型 例子原子(离子)缺陷(点缺陷)1空位2间隙原子(离子)3杂质4取代原子(离子)5缔合中心电子缺陷1电子2空穴扩展缺陷(复合)1缺陷簇2切变面3超晶格结构线缺陷1位错面缺陷1晶体表面2晶粒间界有利于学习和创新的组织管理机制,创造充满活力的创新激励机制,以市场为导向,以顾客价值追求为中心的企业文化氛围,依赖既开放又相互信任的合作环境有利于学习和创新的组织管理机制,创造充满活力的创新激励机制,以市场为导向,以顾客价值追求为中心的企业文化氛围,依赖既开放又相互信任的合作环境有利于学习和创新的组织管理机制,创造充满活力的创新激励机制,以市场为导向,以顾客价值追求为中心的企业文化氛围,依赖既开放又相互信任的合作环境相关的知识Ø晶面补充 晶面(h k l)中参数越大,表明晶面越不稳定,一般稳定晶面密勒指数中各参数不大于5,但实际有催化活性的表面一般都是高密勒指数晶面高密勒指数的晶面可以分解为几个低密勒指数晶面的组合参数(755)=5(111)+2(100)=4(111)+(311)这里5,2是(111)面和(100)面的宽度(以原子数来表示) 除上次课讲晶面表示方法,但对于六方晶系中常选四个晶轴,这时需四个参数表示(h,k,I,l)有利于学习和创新的组织管理机制,创造充满活力的创新激励机制,以市场为导向,以顾客价值追求为中心的企业文化氛围,依赖既开放又相互信任的合作环境。
有利于学习和创新的组织管理机制,创造充满活力的创新激励机制,以市场为导向,以顾客价值追求为中心的企业文化氛围,依赖既开放又相互信任的合作环境有利于学习和创新的组织管理机制,创造充满活力的创新激励机制,以市场为导向,以顾客价值追求为中心的企业文化氛围,依赖既开放又相互信任的合作环境依据晶胞参数:轴长和轴角的不同和晶体的对称性分为Ø7个晶系,14种空间点阵,32个对称类型,230个空间群Ø我们主要介绍简单7个晶系和14个空间点阵有利于学习和创新的组织管理机制,创造充满活力的创新激励机制,以市场为导向,以顾客价值追求为中心的企业文化氛围,依赖既开放又相互信任的合作环境晶系名称晶系名称晶胞参数晶胞参数举举 例例轴长轴长轴角轴角立方系立方系a0=b0=c0α=β=γ=90°α=β=γ=90°NaCl,,Cu,,Pd,,Ni,,FeO四方系四方系a0=b0≠c0α=β=γ=90°α=β=γ=90°SnO2,,TiO2,,PtO,,MnO2斜方系斜方系a0≠b0≠c0α=β=γ=90°α=β=γ=90°KNO3,V2O5,CrO3,MoO3单斜系单斜系a0≠b0≠c0α=γ=90°βα=γ=90°β≠90°90°CuO,KClO4,WO2,MoO2三斜系三斜系a0≠b0≠c0αα≠ββ≠γγ≠9090°°K2CrO7,WO3,CuSO4,H2O六方系六方系a0=b0≠c0α=β=90°γ=1α=β=90°γ=120°20°ZnO,Mg,Zn,Cr2O3,,α-α-FeFe2 2O O3 3菱菱芳芳系系(或三系)(或三系)a0=b0=c0α=β=γα=β=γ≠9090Bi,Al2O3,Cd有利于学习和创新的组织管理机制,创造充满活力的创新激励机制,以市场为导向,以顾客价值追求为中心的企业文化氛围,依赖既开放又相互信任的合作环境。
14种空间点阵Ø1简单立方(P)2体心立方(I)3面心立方(F) 4简单四方(P)5体心四方(I)6简单斜方(P)7体心斜方(I)8底心斜方(C)9面心斜方(F)10菱方(P)11六方(P)12简单单斜(P) 13底心单斜(C)14三斜(P)有利于学习和创新的组织管理机制,创造充满活力的创新激励机制,以市场为导向,以顾客价值追求为中心的企业文化氛围,依赖既开放又相互信任的合作环境有利于学习和创新的组织管理机制,创造充满活力的创新激励机制,以市场为导向,以顾客价值追求为中心的企业文化氛围,依赖既开放又相互信任的合作环境分子的几何构型分子的几何构型AX2 SN=2线型线型AX3 SN=3平面三角平面三角有利于学习和创新的组织管理机制,创造充满活力的创新激励机制,以市场为导向,以顾客价值追求为中心的企业文化氛围,依赖既开放又相互信任的合作环境AX4 SN=4四面体四面体AX5 SN=5三角双锥三角双锥有利于学习和创新的组织管理机制,创造充满活力的创新激励机制,以市场为导向,以顾客价值追求为中心的企业文化氛围,依赖既开放又相互信任的合作环境AX6 SN=6正八面体正八面体有利于学习和创新的组织管理机制,创造充满活力的创新激励机制,以市场为导向,以顾客价值追求为中心的企业文化氛围,依赖既开放又相互信任的合作环境。
Ni 的不同晶面及吸附的乙烯情况有利于学习和创新的组织管理机制,创造充满活力的创新激励机制,以市场为导向,以顾客价值追求为中心的企业文化氛围,依赖既开放又相互信任的合作环境金属催化剂晶体结构对催化作用的影响金属催化剂晶体结构对催化作用的影响Ø反应物分子吸附在催化剂表面所形成的位数 一般存在独位吸附,双位吸附和多位吸附v对催化作用的影响Ø一般来说,独位吸附时,催化剂的几何因素影响较小双位有几何适应的问题,而多位存在几何适应和吸附位的分布问题Ø金属催化剂晶体存在缺陷和不均一表面对催化活性有影响,如Frankel(弗兰克尔)Schottky(肖特基)缺陷此外机械、化学、电子缺陷也对催化过程产生影响有利于学习和创新的组织管理机制,创造充满活力的创新激励机制,以市场为导向,以顾客价值追求为中心的企业文化氛围,依赖既开放又相互信任的合作环境晶粒大小金属催化剂催化影响因素晶粒大小金属催化剂催化影响因素 分散度D=表面原子数/(表面+体相)原子数v载体Ø晶粒大小的改变会使晶粒表面上活性位比例发生改变,几何因素影响催化活性Ø晶粒越小载体对催化活影响越大Ø晶粒越小可能使晶粒上电子性质与载体不同从而影响催化性能。
v金属催化反应的结构敏感性Ø结构敏感反应 指催化反应速度对金属表面细微结构变敏感的反应有利于学习和创新的组织管理机制,创造充满活力的创新激励机制,以市场为导向,以顾客价值追求为中心的企业文化氛围,依赖既开放又相互信任的合作环境Ø一般说仅涉及C-H键的催化反应对结构不敏感,而涉及C-C键或者双键( π)变化可发生重组的催化反应为结构敏感反应v金属与载体相互作用总地说,存在载体与金属之间电子的相互转移情况发生1)金属与载体接触而产生相互作用2)当金属晶粒很小时,金属进入载体晶格中对催化性能影响较大3)金属表面被载体氧化物所修饰有利于学习和创新的组织管理机制,创造充满活力的创新激励机制,以市场为导向,以顾客价值追求为中心的企业文化氛围,依赖既开放又相互信任的合作环境v溢流氢现象:Ø指被活化的物种从一相向另一相转移(另一相是不能直接吸附活化产生该物种的相)如Pt/Al2O3环己烷脱氢过程活性对Pt负载的量变化不太敏感现象可以用“溢流氢”解释Ø溢流的作用使原来没有活性载体变成有活性的催化剂或催化成份溢流现象也不局限于氢,氧也可以发生溢流Ø如Pt/Al2O3积炭反应有氧溢现象有利于学习和创新的组织管理机制,创造充满活力的创新激励机制,以市场为导向,以顾客价值追求为中心的企业文化氛围,依赖既开放又相互信任的合作环境。
v金属催化剂的形态Ø一般来说是晶体形式存在,呈现多晶结构,晶体表面裸露着的原子可为化学吸附分子提供很多吸附中心Ø吸附中心的高密度、多样性是金属催化剂具有的优点之一,同时也引起其本身的弱点的原因之一可以催化几个竞争反应同时发生,从而降低了目的反应的选择性v可以使双原子如H2、N2、O2等解离有利于学习和创新的组织管理机制,创造充满活力的创新激励机制,以市场为导向,以顾客价值追求为中心的企业文化氛围,依赖既开放又相互信任的合作环境金属合金催化剂催化作用金属合金催化剂催化作用v合金有三种:机械混合、化合物合金、v固溶体合金v合金的表面富集现象vØ 原因:自由能差别导致表面富集自由能低(升华热较低的)组份vØ 与接触的气体性质有关,同气体作用有v较高吸附热的金属易于表面富集vØ 合金催化剂对催化性能的影响v几何效应大于电子效应有利于学习和创新的组织管理机制,创造充满活力的创新激励机制,以市场为导向,以顾客价值追求为中心的企业文化氛围,依赖既开放又相互信任的合作环境金属合金催化剂催化作用金属合金催化剂催化作用Ø合金有三种:机械混合、化合物合金、固溶体合金v合金的表面富集现象Ø原因:自由能差别导致表面富集自由能低(升华热较低的)组份。
Ø与接触的气体性质有关,同气体作用有较高吸附热的金属易于表面富集Ø合金催化剂对催化性能的影响 几何效应大于电子效应有利于学习和创新的组织管理机制,创造充满活力的创新激励机制,以市场为导向,以顾客价值追求为中心的企业文化氛围,依赖既开放又相互信任的合作环境晶粒大小金属催化剂催化影响因素晶粒大小金属催化剂催化影响因素 分散度D=表面原子数/(表面+体相)原子数v载体Ø晶粒大小的改变会使晶粒表面上活性位比例发生改变,几何因素影响催化活性Ø晶粒越小载体对催化活影响越大Ø晶粒越小可能使晶粒上电子性质与载体不同从而影响催化性能v金属催化反应的结构敏感性Ø结构敏感反应 指催化反应速度对金属表面细微结构变敏感的反应有利于学习和创新的组织管理机制,创造充满活力的创新激励机制,以市场为导向,以顾客价值追求为中心的企业文化氛围,依赖既开放又相互信任的合作环境Ø一般说仅涉及C-H键的催化反应对结构不敏感,而涉及C-C键或者双键( π)变化可发生重组的催化反应为结构敏感反应v金属与载体相互作用总地说,存在载体与金属之间电子的相互转移情况发生1)金属与载体接触而产生相互作用2)当金属晶粒很小时,金属进入载体晶格中对催化性能影响较大。
3)金属表面被载体氧化物所修饰有利于学习和创新的组织管理机制,创造充满活力的创新激励机制,以市场为导向,以顾客价值追求为中心的企业文化氛围,依赖既开放又相互信任的合作环境表面吸附层的几何构型表面吸附层的几何构型v表面吸附可以分为底层与吸附层v表示方法有Wood与MatrixvWood表示法v基底结构(1×1)表示v如Pt(111)面上的基底结构可表示为Pt(111)-P( 1×1):这里P表示Primitive (原始)v进一步M(h k l)-P(q ×r)-α –DvMatrix有利于学习和创新的组织管理机制,创造充满活力的创新激励机制,以市场为导向,以顾客价值追求为中心的企业文化氛围,依赖既开放又相互信任的合作环境表面的弛豫和重构表面的弛豫和重构v弛豫:固体表面原子在一定化学环境或物理环境下,改变表面第一层和第二层原子或离子间的距离,这种现象叫表面结构弛豫只能使低能电子衍射强度发生一定程度的变化v重构:不但可改变原有的原子之间的键角,而且也改变原子或最邻近的配位原子数,从而使表面的衍射图案不同有利于学习和创新的组织管理机制,创造充满活力的创新激励机制,以市场为导向,以顾客价值追求为中心的企业文化氛围,依赖既开放又相互信任的合作环境。
金属合金催化剂催化作用金属合金催化剂催化作用v合金有三种:机械混合、化合物合金、v固溶体合金v合金的表面富集现象vØ 原因:自由能差别导致表面富集自由能低(升华热较低的)组份vØ 与接触的气体性质有关,同气体作用有v较高吸附热的金属易于表面富集vØ 合金催化剂对催化性能的影响v几何效应大于电子效应有利于学习和创新的组织管理机制,创造充满活力的创新激励机制,以市场为导向,以顾客价值追求为中心的企业文化氛围,依赖既开放又相互信任的合作环境ØX射线经过电子,原子,晶体时都会发生散射现象.若散射后的X射线波长和入射的波长相同则这些散射线可相互干涉加强,称为相干散射.相干散射是X射线在晶体中产生衍射现象基础.选学内容:X光衍射(X-ray diffraction)有利于学习和创新的组织管理机制,创造充满活力的创新激励机制,以市场为导向,以顾客价值追求为中心的企业文化氛围,依赖既开放又相互信任的合作环境电子由炽热的钨丝电极发射出来,在真空管内经过高压(20-70千伏)电场的加速可以获得很大的动能,当这高速电子投射到Cu,Mo等金属制成的靶极上时,电子的运动突然停止,其中一部分动能转化为为波长1A°左右电磁波(X射线)还有一部分高速电子打中了靶极材料的原子的内层电子,内层电子打出后,原子的其它层电子回跳到内层时也放出X射线。
X射线产生有利于学习和创新的组织管理机制,创造充满活力的创新激励机制,以市场为导向,以顾客价值追求为中心的企业文化氛围,依赖既开放又相互信任的合作环境基本原理基本原理Ø当有两个频率相同的波在同一个介质中传播时,它们之间就有不同程度的加强或抵消,这就是波的干涉,而最大程度的加强就称为衍射发生最大程度加强的方向称为衍射方向由于晶体内部有规律的排列,结点间距与X射线的波长相近,因此,当X射线投射在晶体的不同晶面上时,有行程差就会产生干涉加强或减弱从而形成谱图有利于学习和创新的组织管理机制,创造充满活力的创新激励机制,以市场为导向,以顾客价值追求为中心的企业文化氛围,依赖既开放又相互信任的合作环境Bragg方方程程有利于学习和创新的组织管理机制,创造充满活力的创新激励机制,以市场为导向,以顾客价值追求为中心的企业文化氛围,依赖既开放又相互信任的合作环境相定相定性性任何一个结晶的固体化合物都给任何一个结晶的固体化合物都给出一套独立的出一套独立的X X光衍射图谱光衍射图谱衍射峰位置、强度衍射峰位置、强度主种物质的内部结构特点主种物质的内部结构特点取决于取决于X X衍射谱图衍射谱图查表查表( (卡片卡片) )相定性相定性有利于学习和创新的组织管理机制,创造充满活力的创新激励机制,以市场为导向,以顾客价值追求为中心的企业文化氛围,依赖既开放又相互信任的合作环境。
相定量依据相定量依据 一种物相所产生的衍射强度与其在一种物相所产生的衍射强度与其在混合物样品中的含量相关混合物样品中的含量相关有利于学习和创新的组织管理机制,创造充满活力的创新激励机制,以市场为导向,以顾客价值追求为中心的企业文化氛围,依赖既开放又相互信任的合作环境如:如:i i物相的某一衍射线的强度物相的某一衍射线的强度有利于学习和创新的组织管理机制,创造充满活力的创新激励机制,以市场为导向,以顾客价值追求为中心的企业文化氛围,依赖既开放又相互信任的合作环境I I0 0··········································入射光入射光强度强度I I ··········································透过样品的光强透过样品的光强度度µ µ ··········································线性吸收系数线性吸收系数χχ ············································样品厚度样品厚度线性吸收系数线性吸收系数有利于学习和创新的组织管理机制,创造充满活力的创新激励机制,以市场为导向,以顾客价值追求为中心的企业文化氛围,依赖既开放又相互信任的合作环境。
质量吸收系数质量吸收系数µ µm m的加和性的加和性有利于学习和创新的组织管理机制,创造充满活力的创新激励机制,以市场为导向,以顾客价值追求为中心的企业文化氛围,依赖既开放又相互信任的合作环境相定量方法相定量方法纯样标准法纯样标准法( (直接分析法直接分析法) )内标法内标法( (参比法参比法) )有利于学习和创新的组织管理机制,创造充满活力的创新激励机制,以市场为导向,以顾客价值追求为中心的企业文化氛围,依赖既开放又相互信任的合作环境内标法内标法在一个在一个n n相相( (n>2)n>2)混合物中混合物中, ,样品中样品中各组分的质量吸收系数不相等时各组分的质量吸收系数不相等时, ,需要在样品中加入一种原样品中需要在样品中加入一种原样品中不包含的己知量的标准物质不包含的己知量的标准物质S S进行进行测量测量, ,这种分析方法称为内标法这种分析方法称为内标法1 1有利于学习和创新的组织管理机制,创造充满活力的创新激励机制,以市场为导向,以顾客价值追求为中心的企业文化氛围,依赖既开放又相互信任的合作环境内标法内标法2 2X Xs s································· S································· S相重量分数相重量分数X Xn n································· ································· 原原n n体系重量分数体系重量分数有利于学习和创新的组织管理机制,创造充满活力的创新激励机制,以市场为导向,以顾客价值追求为中心的企业文化氛围,依赖既开放又相互信任的合作环境。
晶粒大小测定晶粒大小测定衍射线宽化法:衍射线宽化法: 谢乐谢乐(Scherrer.P) 1918年提出年提出有利于学习和创新的组织管理机制,创造充满活力的创新激励机制,以市场为导向,以顾客价值追求为中心的企业文化氛围,依赖既开放又相互信任的合作环境λλ ······················· ·······················单色单色X X射线波长射线波长θ θ ··············································入射角入射角D D ······················· ·······················垂直晶面的晶粒尺度垂直晶面的晶粒尺度ββ ······················· ·······················衍射线半峰宽化程度衍射线半峰宽化程度其中其中有利于学习和创新的组织管理机制,创造充满活力的创新激励机制,以市场为导向,以顾客价值追求为中心的企业文化氛围,依赖既开放又相互信任的合作环境。
