第二章吸附与催化.ppt

五、吸附热吸附过程产生的热效应，吸附强弱的量度微分吸附热和积分吸附热吸附热随表面覆盖度的增加而下降*第二章吸附与催化?分子在固体表面的吸附?化学吸附的类型与吸附态?吸附平衡与等温方程催化剂的孔结构与孔内扩散Chapter2adsorptionandcatalysis第一节多相催化中的吸附作用一、催化反应历程1.反应物外扩散2.反应物内扩散3.反应物吸附4.表面反应5.产物脱附6.产物内扩散7.产物外扩散1、物理吸附与化学吸附1）?定义物理吸附：靠分子间作用力吸附化学吸附：吸附质与吸附剂表面形成化学键吸附质：adsorbate吸附剂：adsorbent第一节多相催化中的吸附作用二、分子在催化剂表面的吸附2）物理吸附与化学吸附的区别吸附热推动力性能一般40~200kJ/mol；接近反应热；通常放热一般小于20kJ/mol；接近凝聚热；放热2价键力范德华力（色散力为主）1化学吸附物理吸附序号单层吸附（小于满满一层）由吸附剂的结构和催化剂的化学性质决定吸附位单层或多层，以分子密集排列形式遮盖。吸附程度6吸附量吸附温度吸附速率性能比较复杂，P一定是，T升高出现最小最大值随温度升高而减少。5比沸点高得多的温度，温度范围宽，与活化能有关。低于或接近沸点温度。N2,Ar,O2，CO的吸附4慢：活化吸附为主。快：不需活化能受扩散控制。3化学吸附物理吸附序号续表鉴别选择性可逆性性能电子状态的变化可产生新的特征吸收峰电子状态变化极微只能使原来的吸收峰发生某些位移和吸收带强度改变9有吸附剂与吸附质形成化学键时才发生化学吸附无只要p/p0足够大8可逆或不可逆，脱附物不再是原来物种完全可逆，吸附与脱附后流体化学性质无变化7化学吸附物理吸附序号续表3）?化学吸附在催化中的作用催化活性与催化剂对反应物化学吸附能力有关。许多催化反应在远远高于物理吸附能够发生的温度下进行。物理吸附力远远小于化学键合涉及的力。4）吸附质的可动性宏观：存在一定吸附量。微观：频繁的交换；在固体表面作二维运动。—气体分子—物理吸附分子—化学吸附分子1）?气体分子撞击晶面情况被“阱”或物体吸附位捕获，吸附前驱态。扩散化学吸附部位2、吸附的位能曲线一个气体分子的吸附化学吸附态前驱态扩散弹性散射非弹性散射化学吸附态2）吸附位能曲线物理吸附曲线P最低点:物理吸附热Qp化学吸附曲线CDHH解离能434KJ/mol化学吸附热QcEd＝Ea＋（Qc）HH过渡态位能Ea与表面的距离/nmQcQpPDHHNiNiHC例：H2在Ni上的吸附0.03）过渡态两曲线交点为氢分子从物理吸附转变为化学吸附时的过渡状态。Ea—氢分子物理吸附后达过渡态所需的能量，化学吸附活化能。HNiNiNiNiNiHH物理吸附氢分子过渡态化学吸附氢原子氢分子在镍表面上的化学吸附NiHHH4）?物理吸附价值实现化学吸附无物理吸附：分子变原子态需要DHH解离能有物理吸附：只需化学吸附活化能Ea，就能实现化学吸附一般Ea＜＜DHHEa大小的决定因素Qp和DHH相对值吸附原子与吸附分子的半径5)双原子分子另一种吸附情况物理吸附的A2分子，弱化学吸附A原子，强化学吸附的A原子的位能曲线位能与表面的距离物理吸附A2弱化学吸附2A强化学吸附2ADHH12301、物理吸附2、弱化学吸附3、强化学吸附1)?解离吸附和非离解化学吸附解离化学吸附吸附时吸附质分子中化学键（s键）发生断裂（均裂或异裂）H2（g）+2*2H*