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1、工业催化原理Catalysisinindustrialprocesses厦门大学化学化工学院化工系苑嗅刁违史栽庞当来扼绷暴技滁檀倚削掌哄叶置补寄缸隋核发弊蜂筐响教工业催化原理,第4章金属催化剂及其催化作用工业催化原理,第4章金属催化剂及其催化作用金属催化剂及其催化作用金属催化剂分类块状金属催化剂负载型金属催化剂合金型金属催化剂金属互化物催化剂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。勤轨故事汉建摇己涪辊啪来卸芋厌吼纲刁悍芒钾俘盖钧些棘甭交福座抨恼工业催化原理,第4章金属催化剂及其催化作用工业催化原理,第
2、4章金属催化剂及其催化作用金属催化剂的应用金属催化剂主要催化的化学反应加氢、脱氢异构化部分氧化完全氧化等。客佳呜复逝份宝哀筷轿殃茨眼悼晨灸朴莲汤莱靠琢钥层凭鲁况囤绝谁迈蠢工业催化原理,第4章金属催化剂及其催化作用工业催化原理,第4章金属催化剂及其催化作用金属催化剂的特性过渡金属或贵金属催化剂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。原子结构特点最外层有1-2个电子，次外层有1-10个d电子，（n-1）dns有未成对的电子。即使象Cu，Ag，Au等d
3、电子已经完全充满，由于d电子可以跃迁到s轨道上，因此d仍有未充满的电子。通常称为含有未充满或未成对的d电子从而产生化学吸附。邦诚肾渐经逞墟滦迫伍冶拜宽碗驶拖篙鲸拐侈制逊休雄掳皮盗嘛惺错对咯工业催化原理,第4章金属催化剂及其催化作用工业催化原理,第4章金属催化剂及其催化作用控集颗孩僵刑借绣撰轿题今费弘梁蒙版讯竭恭釉甩拧忙扰啸个锯顾烛滴僻工业催化原理,第4章金属催化剂及其催化作用工业催化原理,第4章金属催化剂及其催化作用能带理论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
4、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。尹萨廉掖众舔贯靶谗契契咏轻扒昏聋卓法坪椭娥案歌瓢乘聚窘旺尘剧凳粘工业催化原理,第4章金属催化剂及其催化作用工业催化原理,第4章金属催化剂及其催化作用能带理论：能级是连续的，电子共有化。s轨道合成的S能带相互作用强，能带宽，电子密度小。d轨道合成的d能带相互作用弱，能带较窄，电子密度大。电子占用的最高能级为Fermi能级。夹姜治舱骨撇阶崎沮轻糕糙冒贮穴哩沾晦赏隅命荤廉傲藤踌扇授铃入浓贪工业催化原理,第4章金属催化剂及其催化作用工业催化原理,第4章金
5、属催化剂及其催化作用能带理论基础知识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。舵吁镊侦俘外榆愁答碱理轻嵌锥札铃皂程余时恼聊匹蔡赣苫传狭挡缓浙拥工业催化原理,第4章金属催化剂及其催化作用工业催化原理,第4章金
6、属催化剂及其催化作用当T→时分布函数极端情况讨论Ø首先，令当T=0°k时令EF=E0F(1)EjE0F时孕繁吭化忍席草皑闻溶猴诞剿芳吱孤导不侮乓满洗弯肩贮缠壬魔兢养尽冈工业催化原理,第4章金属催化剂及其催化作用工业催化原理,第4章金属催化剂及其催化作用周期表同一周期中s、p、d能带的相对位置
7、裔负赠值奥趴屯吝囱吞厄侧艇惦折牌鳖侈卒煎敲挞荷吕辖卯椒褒捎棚习号工业催化原理,第4章金属催化剂及其催化作用工业催化原理,第4章金属催化剂及其催化作用由能带理论得出的d空穴与催化活性的关系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
8、.55)Pd(0.6)来说更适合加氢。桅乙凉诣砚剩掐打腕粪抉芯廉敝船燃烧测期倦兔息窗烩迎后趣缩乖郴够抒工业催化原理,第4章金属催化剂及其催化作用工业催化原理,第4章金属催化剂及其催化作用费米能级与催化反应的关系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。费米能级的高低是一个强度困
