催化原理05学习资料.ppt

《催化原理05学习资料.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、金属催化剂及其相关催化过程华东理工大学金属催化剂及其相关催化过程§1引言§2巴兰金多位理论§3金属催化剂上的重要反应§4合金催化剂上的反应§5负载型金属催化剂§1引言过渡金属、稀土金属及许多其他金属都可作为催化剂加氢、脱氢、氧化等实例－1顺酐加氢大气质量恶化，雾霾天气频发2013年初以来，中国发生大范围持续雾霾天气：华北平原、黄淮、江淮、江汉、江南、华南北部等地区2013年1月份：北京雾霾天气总计达26天，占全月的83.9%10~14日，持续时间长达5天，其中3天重度污染北京上海郑州石家庄实例－21）氧化反应：2CO＋O2→CO2HC＋O2→CO2＋H2O2）还原反应：2

2、CO＋2NO→2CO2＋N2HC＋NO→CO2＋H2O＋N22H2＋2NO→2H2O＋N23）水气变化反应（Water－GasShift：WGS）：CO＋H2O→CO2＋H24）蒸汽重整反应（Steamreforming）：HC＋H2O→CO2＋H2汽车尾气催化净化三效催化剂2012年机动车污染物排放总量（万吨）：CO：3471.7；HC：438.2；NOx：640.0；PM：62.2汽车保有量构成（%）汽油车(82.5%)燃气汽车（1.4%）柴油车(16.1%)国家环保部2013年机动车污染防治年报氧化型催化剂DOC作用：去除CO、HC等催化型颗粒物捕集器DPF/CDP

3、F去除PM等氨选择性还原NOx催化剂SCR作用：去除NOx等催化净化的原理：尿素(氨)喷射系统工业VOCs排放：大气、生态、健康产生影响工业VOCs的年排放量大概在2000万吨左右涉及的行业众多：如石化、溶剂、试剂、涂料、印刷等污染源分布广泛，已成为区域、城市主要污染源之一工业源VOCs的净化技术VOCs的净化技术回收技术降解技术吸附技术（包括变压吸附）冷凝技术吸收技术膜分离技术热力燃烧技术催化燃烧技术生物降解技术等离子体技术实例－3合成氨乙烯环氧化Fischer-Tropsch合成。。。。。。吸附强度与催化活性甲酸与金属的结合强度甲酸在金属表面的吸附强度吸附太强，反应性

4、能低：吸附产生的中间物种稳定覆盖了催化剂的表面吸附太弱，反应性能低：催化剂与反应物的相互作用小不能使反应物得到充分的活化具有中等吸附强度的金属表现出最高的活性：吸附既可以使反应物充分活化中间物种或产物又可以及时离开催化剂的表面各种类型晶体的特征晶体类型离子晶体共价晶体金属晶体分子晶体结构特征正负离子相间最密堆积，离子键共价键结合，有方向性和饱和性，金属键结合，无方向性，配位数高范得华力结合，键能低例NaCl,CaF2,Al2O3Si,InSb,PbTeNa,Cu,WAr,H2,CO2热学性质熔点高熔点高热传导性良好熔点低，热膨胀率高力学性质强度高，硬度高，质地脆强度和硬度

5、由中到高，质地脆具有各种强度和硬度，压延性好强度低，可压缩，硬度低电学性质低温下绝缘，某些晶体有离子导电，熔体导电绝缘体或半导体，熔体不导电固体和熔体均为良导体固体和熔体均为绝缘体光学性质多为无色透明，折射率较高透明晶体具有高折射率不透明，高反、折射率呈现组成分子的性质离子晶体（NaCl）金属氢键晶体（硼酸）共价键晶体（锑化銦）分子晶体（固态氩）混合键晶体（石墨）各种晶体类型示意图金属键的形象说法:“失去电子的金属离子浸在自由电子的海洋中”.金属离子通过吸引自由电子联系在一起,形成金属晶体.这就是金属键.金属键无方向性,饱和性。金属键与自由电子，离子半径、电子层结构等有关

6、。金属键的强弱可用金属原子化热衡量.金属原子化热是指1mol金属变成气态原子所需要的热量.金属原子化热数值小时,其熔点低,质地软;反之亦然.金属晶体堆积模型金属原子堆积在一起，形成金属晶体。金属原子最外层价电子脱离核的束缚，在晶体中自由运动，形成“自由电子”，留下的金属正离子都是满壳层电子结构，电子云呈球状分布，所以在金属结构模型中，把金属正离子近似为等径圆球金属的结构特征晶体堆积的球有两种单质（原子）作等大球体最紧密堆积，如纯金属晶体；离子作不等大球体的紧密堆积。等大球体最紧密堆积的六方（HCP）与面心立方(FCC)紧密堆积是晶体结构中最常见的方式在晶体结构中，晶格上的

7、原子或离子都有一定的有效半径，且可看成是具有一定大小的球体。由于离子键无方向性和饱和性，形式上可以视为球体间的相互堆积。当正、负离子之间引力与斥力达到平衡，正负离子处在平衡距离，体系处于最低能量状态，即稳定状态。这相当于离子互相靠近而占有最小的空间，作最紧密堆积，形成最稳定的结构。球体紧密堆积原理在不等大球体的紧密堆积时，可以看成由较大的球体作等大球体的紧密堆积方式，而较小的球则按其本身大小充填在八面体或四面体空隙之中。在离子晶体中，一般，负离子半径较大，所以，负离子作最紧密堆积，正离子则充填在负离子密堆积的空隙中不等大球体的