总过渡金属氧硫化物催化剂及其催化作用复习过程.ppt

《总过渡金属氧硫化物催化剂及其催化作用复习过程.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、总过渡金属氧硫化物催化剂及其催化作用氧化物催化剂的工业应用(1)氧化物催化剂的工业应用(2)在周期表中的位置用做金属氧化物催化剂的物质主要是过渡族元素IVB-VIIIB和IB、IIB副族元素氧化物。实际催化剂多由两种或多种氧化物组成。这些物质具有半导体性质，所以又称氧化物催化剂为半导体催化剂。这些氧化物能用于氧化还原型催化反应，这与过渡金属氧化物的电子结构特性有关。过渡金属氧化物的电子特性1、金属阳离子的d电子层容易失去或得到电子，具有较强的氧化还原性能。2、具有半导体性质。3、金属离子内层价轨道保留原子轨道特性，当与外来轨道相遇时可

2、重新劈裂，组成新的轨道，在能级分裂过程中产生的晶体场稳定化能可对化学吸附做出贡献，从而影响催化反应。4、过渡金属氧化物催化剂和过渡金属催化剂都可以催化氧化还原型反应，前者比后者更优越的是它抗热、抗毒性能强，前者还具有光敏、热敏、杂质敏感性能，因此便于催化剂的调变。过渡金属氧化物的类型M2O型：Cu2O、Ag2O等MO型：CoO、FeO、MnO等M2O3型：Cr2O3、Fe2O3、V2O3等MO2型：TiO2、CeO2、ZrO2等M2O5型：V2O5等MO3型：MoO3、WO3等5.2金属氧化物中的缺陷和半导体性质半导体的能带结构和类型

3、n型和p型半导体的生成杂质对半导体催化剂的费米能级Ef、逸出功Ф和电导率的影响半导体的能带结构和类型金属氧化物催化剂和金属催化剂一样，在形成晶体时由于原子的密堆积也会产生能级重叠，电子能级发生扩展而形成能带。在正常情况下电子总是占有较低的能级，即电子首先填充能级最低的能带。而能级较高的能带可能没有完全被充满，或没有被填充。凡是能被电子完全充满的能带叫做满带。满带中的电子不能从一个能级跃迁到另一个能级，满带中的电子不能导电。凡是能带没有完全被电子充满的或根本没有填充电子的能带分别称为导带或空带。在外电场作用下导带中的电子能从一个能级跃迁

4、到另一个能级，所以导带中的电子能导电。在导带（空带）和满带之间没有能级，不能填充电子，这个区间叫禁带。固体能带模型导体(金属)、半导体(金属氧化物)和绝缘体最大差别是三者禁带宽度不同。金属、绝缘体、半导体金属的满带与导带相联在一起，导带中有自由电子，在电场作用下自由电子可以移动，产生电流，其电阻率特别小。当温度升高时，电子碰撞几率增加，致使电阻也随之增大，导电率下降。绝缘体满带和导带间的宽度(禁带宽度)较宽，通常在5-10ev之间，满带中价电子难以激发到导带中去，它不存在自由电子和空穴，电阻也很大，因此不能导电，电阻对温度变化也不敏感

5、。金属、绝缘体、半导体半导体介于导体和绝缘体之间，它的禁带很窄，通常在0.2-3ev。只有在绝对零度时．满带才被电子完全充满，此时半导体与绝缘体无区别。当温度高于绝对零度，由于电子本身的热运动的能量可使电子由满带激发到空带中，空带中有了导电电子，空带变成了导带，使半导体靠电子进行导电，这是半导体导电的一个原因。电子从满带激发到空带，满带留下带正电荷的空穴，空穴可以从一个能级跃迁到另一个能级，靠空穴导电，这是半导体导电的另一个原因。实际上空穴导电是邻近能级的电子补充空穴位置，产生新的空穴，它又被邻近能级电子补充，如此补充下去，如同空穴在

6、流动，其实，仍然是电子流动引起空穴位置的变化。半导体的分类n型、p型、本征半导体既有电子导电，又有空穴导电的半导体称为本征半导体。本征半导体在禁带中没有出现杂质能级。n型半导体半导体中的杂质可引起半导体禁带中出现杂质能级，即在禁带中出现新的能级。这种能级如果出现在靠近导带下部，称为施主能级。在施主能级上的自由电子，很容易激发到导带中，产生自由电子导电。这种半导体称之为n型半导体。p型半导体如果出现的杂质能级靠近满带上部，称为受主能级。在受主能级上有空穴存在，很容易接受满中跃迁的电子，使满带产生正电空穴，并进行空穴导电。这种半导体称之为

7、p型半导体。n型半导体的生成：(1)正离子过量：ZnO中含有过量的Znn型半导体的生成：(2)负离子缺位n型半导体的生成：(3)高价离子同晶取代n型半导体的生成：(4)掺杂p型半导体的生成：(1)正离子缺位在NiO中Ni2+缺位，相当于减少了两个正电荷。为保持电中性，在缺位附近，必定有2个Ni2+变成Ni3+，这种离子可看作为Ni2+束缚住一个空穴，即Ni3+＝Ni2+·，这种空穴具有接受满带跃迁电子的能力，当温度升高，满带有电子跃迁时，就使满带造成空穴，从而出现空穴导电。p型半导体的生成：(2)低价正离子同晶取代若以Li＋取代

8、NiO中的Ni2+，相当于少了一个正电荷，为保持电荷平衡，Li+附近相应要有一个Ni2+成为Ni3+。同样可以造成受主能级而引起P型导电。p型半导体的生成：(3)掺杂在NiO晶格中掺入电负性较大的原子时，例如F，它可以从