金属催化剂及其催化作用(课堂PPT).ppt

金属催化剂及其催化作用金属催化剂的应用金属催化剂的特性4能带理论周期表同一周期中s、p、d能带的相对位置由能带理论得出的d空穴与催化活性的关系费米能级与催化反应的关系价键理论配位场理论逸出功与费米能级金属的逸出功FeCoNiCrCuMo4.484.414.514.604.104.20RhPdAgWRePt4.484.554.804.535.105.32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。化学吸附过程是往往是催化反应的控制步骤。（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。举例：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。（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。（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。举例：HCOOH→H2+CO2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H2。HCOOH+金属→类甲酸盐→金属+H2+CO2晶体结构基础知识介绍晶面指数（密勒指数）29催化剂表面结构与吸附和催化性能31固体晶体催化剂点缺陷固体晶体催化剂中的缺陷3435相关的知识3738晶系名称14种空间点阵分子的几何构型AX4SN=4四面体AX6SN=6正八面体Ni的不同晶面及吸附的乙烯情况金属催化剂晶体结构对催化作用的影响晶粒大小金属催化剂催化影响因素一般说仅涉及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。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。溢流氢现象：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。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。如Pt/Al2O3积炭反应有氧溢现象。金属催化剂的形态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。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。可以使双原子如H2、N2、O2等解离。金属合金催化剂催化作用金属合金催化剂催化作用晶粒大小金属催化剂催化影响因素一般说仅涉及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。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。表面吸附层的几何构型表面的弛豫和重构金属合金催化剂催化作用X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.基本原理Bragg方程相定性相定量依据如：i物相的某一衍射线的强度I0·····················入射光强度质量吸收系数相定量方法内标法内标法晶粒大小测定λ·······················单色X射线波长ThankYou!