吸附要點(diǎn)學(xué)習(xí)教案

1、吸附吸附(xf)要點(diǎn)要點(diǎn)第一頁，共34頁。2.4化學(xué)(huxu)吸附態(tài)n化學(xué)吸附態(tài)表明化學(xué)吸附態(tài)表明(biomng)吸附物種在固體吸附物種在固體表面進(jìn)行化學(xué)吸附時(shí)的化學(xué)狀態(tài)、電子結(jié)表面進(jìn)行化學(xué)吸附時(shí)的化學(xué)狀態(tài)、電子結(jié)構(gòu)和幾何構(gòu)型，構(gòu)和幾何構(gòu)型，n化學(xué)吸附態(tài)和表面反應(yīng)中間體的確定對(duì)揭化學(xué)吸附態(tài)和表面反應(yīng)中間體的確定對(duì)揭示催化劑作用機(jī)理和催化反應(yīng)機(jī)理非常重示催化劑作用機(jī)理和催化反應(yīng)機(jī)理非常重要要第1頁/共34頁第二頁，共34頁。2.4.1研究化學(xué)吸附態(tài)實(shí)驗(yàn)(shyn)方法 用 于 這 方 面 的 實(shí) 驗(yàn) 方 法 有 ： 紅 外 光 譜用 于 這 方 面 的 實(shí) 驗(yàn) 方 法 有 ： 紅 外 光 譜(

2、gungp)（IR、電子光譜、電子光譜(gungp)、光、光電子能譜（電子能譜（XPS、固態(tài)核磁共振（、固態(tài)核磁共振（MAS NMR以及質(zhì)譜（以及質(zhì)譜（MS技術(shù)等。技術(shù)等。第2頁/共34頁第三頁，共34頁。2.4.2吸附(xf)態(tài)包括三方面的內(nèi)容n一是被吸附的分子是否解離一是被吸附的分子是否解離(ji l)?？蓪⑽??？蓪⑽椒譃榻怆x附分為解離(ji l)吸附和締合吸附。吸附和締合吸附。n二是催化劑表面吸附中心的狀態(tài)是原子、離二是催化劑表面吸附中心的狀態(tài)是原子、離子還是它們的基團(tuán)。吸附物占據(jù)一個(gè)原子或子還是它們的基團(tuán)。吸附物占據(jù)一個(gè)原子或離子時(shí)的吸附稱為單位吸附；吸附物占據(jù)兩離子時(shí)的吸附稱為單位

3、吸附；吸附物占據(jù)兩個(gè)或兩個(gè)以上的原子或離子所組成的基團(tuán)時(shí)，個(gè)或兩個(gè)以上的原子或離子所組成的基團(tuán)時(shí)，稱為多位吸附。稱為多位吸附。n三是吸附鍵類型是共價(jià)鍵、離子鍵、配位鍵三是吸附鍵類型是共價(jià)鍵、離子鍵、配位鍵還是混合鍵型，以及吸附物種所帶電荷類型還是混合鍵型，以及吸附物種所帶電荷類型與多少。與多少。第3頁/共34頁第四頁，共34頁。氫的吸附(xf)態(tài)第4頁/共34頁第五頁，共34頁。一氧化碳(yynghutn)的吸附態(tài)nCO在在Ni、Pt、Pd等等金屬金屬(jnsh)上上n線式和橋式等吸附線式和橋式等吸附態(tài)態(tài)第5頁/共34頁第六頁，共34頁。烯烴(xtng)的吸附態(tài)n烯烴烯烴(xtng)在金屬上在

4、金屬上的締合化學(xué)吸附的締合化學(xué)吸附n吸附態(tài)有吸附態(tài)有型和型和型兩型兩種種第6頁/共34頁第七頁，共34頁。乙炔(y qu)的吸附態(tài)第7頁/共34頁第八頁，共34頁。n形成化學(xué)吸附態(tài)時(shí)，吸附粒子形成化學(xué)吸附態(tài)時(shí)，吸附粒子(分子、原分子、原子 、 離 子 或 基 團(tuán)子 、 離 子 或 基 團(tuán) ) 和 催 化 劑 表 面和 催 化 劑 表 面(biomin)可以形成共價(jià)鍵、配位鍵和可以形成共價(jià)鍵、配位鍵和離子鍵。離子鍵。n催化劑中進(jìn)入吸附態(tài)的成分，可以是催催化劑中進(jìn)入吸附態(tài)的成分，可以是催化劑表面化劑表面(biomin)的原子或離子等。的原子或離子等。第8頁/共34頁第九頁，共34頁。化學(xué)吸附(xf

5、)態(tài)決定產(chǎn)物n 反應(yīng)(fnyng)物在催化劑表面上的不同吸附態(tài)，對(duì)形成不同的最終產(chǎn)物起著非常重要的作用。n例如，在乙烯氧化制環(huán)氧乙烷反應(yīng)(fnyng)中認(rèn)為O2- 導(dǎo)致生成目的產(chǎn)物環(huán)氧乙烷，而O- 則引起深度氧化生成 CO2 和H2O。n再如，在催化劑表面上橋式吸附的CO通過加氫可以得到甲醇、乙醇等醇類，而線式吸附的CO通過加氫，則得到烴類。第9頁/共34頁第十頁，共34頁。第10頁/共34頁第十一頁，共34頁。第11頁/共34頁第十二頁，共34頁。有五種有五種(w zhn)基本類型基本類型第12頁/共34頁第十三頁，共34頁。第13頁/共34頁第十四頁，共34頁。第14頁/共34頁第十五頁，

6、共34頁。第15頁/共34頁第十六頁，共34頁。 由于由于(yuy)毛細(xì)管凝毛細(xì)管凝聚，在聚，在 這個(gè)區(qū)內(nèi)，有這個(gè)區(qū)內(nèi)，有可能觀察到滯后現(xiàn)象、可能觀察到滯后現(xiàn)象、即在脫附時(shí)得到的等溫即在脫附時(shí)得到的等溫線與吸附時(shí)得到的等溫線與吸附時(shí)得到的等溫線不重合。線不重合。第16頁/共34頁第十七頁，共34頁。第17頁/共34頁第十八頁，共34頁。第18頁/共34頁第十九頁，共34頁。第19頁/共34頁第二十頁，共34頁。第20頁/共34頁第二十一頁，共34頁。第21頁/共34頁第二十二頁，共34頁。第22頁/共34頁第二十三頁，共34頁。=V/Vm, Vm為單分子層飽和為單分子層飽和(boh)吸附量吸附

7、量P/VP呈線性關(guān)系，利用呈線性關(guān)系，利用(lyng)該直該直線的斜率和截距可求得線的斜率和截距可求得Vm和和第23頁/共34頁第二十四頁，共34頁。第24頁/共34頁第二十五頁，共34頁。)1 (AAaaPkrAddkrdarr AAAAAPKPK1覆蓋度：固體表面(biomin)被吸附分子覆蓋的分率。A + = A吸附(xf)速率脫附速率吸附平衡常數(shù)daAkkKAAAAAPKPK則1第25頁/共34頁第二十六頁，共34頁。把把=V/Vm代入上式，整理代入上式，整理(zhngl)得：得：第26頁/共34頁第二十七頁，共34頁。2/12/1222/1)(1)()1 (22AAAAAAddAAa

8、aPKPKkrPkrAAakk第27頁/共34頁第二十八頁，共34頁。兩類氣體在同一類吸附中心兩類氣體在同一類吸附中心(zhngxn)上吸附時(shí)，上吸附時(shí)，一種氣體的吸附對(duì)另一種氣體的吸附會(huì)產(chǎn)生抑制一種氣體的吸附對(duì)另一種氣體的吸附會(huì)產(chǎn)生抑制作用。作用。第28頁/共34頁第二十九頁，共34頁。iiiiiipkpk1多分子吸附(xf)方程：吸附(xf)量與壓力的關(guān)系是雙曲線型。第29頁/共34頁第三十頁，共34頁。第30頁/共34頁第三十一頁，共34頁。 BET方程被公認(rèn)方程被公認(rèn)(gngrn)為是測(cè)為是測(cè)定固體表面積的標(biāo)準(zhǔn)方法。定固體表面積的標(biāo)準(zhǔn)方法。第31頁/共34頁第三十二頁，共34頁。第32頁/共34頁第三十三頁，共34頁。1.簡(jiǎn)述(jin sh)吸附等溫方程的作用及其