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第一节化学吸附与气-固相催化反应本征动力学模型活性位理论:活性位只占催化剂内表面积的很小一部分,在组成固体催化剂微晶的棱、角或突起部位上,由于价键不饱和而具有剩余力场,能将周围气相中的分子或原子吸收到处于这些部位的活性位上,即化学吸附作用。气-固相催化反应的过程包括:(a)反应物在催化剂表面上的吸附;(b)表面上的催化反应:(C)产物的脱附由以上步骤获得的催化反应的化学反应动力学称为本征动力学气-固相催化反应本征动力学的基础是化学吸附
第二节 化学吸附与 气-固相催化反应本征动力学模型 活性位理论: 活性位只占催化剂内表面积的很小一部分,在组成固体催化剂微 晶的棱、角或突起部位上,由于价键不饱和而具有剩余力场,能将 周围气相中的分子或原子吸收到处于这些部位的活性位上,即化学 吸附作用。 气-固相催化反应的过程包括: (a)反应物在催化剂表面上的吸附; (b)表面上的催化反应; (c)产物的脱附。 由以上步骤获得的催化反应的化学反应动力学称为本征动力学, 气-固相催化反应本征动力学的基础是化学吸附
吸附的基本理论一物理吸附:由分子间力范德华力产生:无明显选择性;单分子层、多分子层;吸附、月脱附速率快:热效应较小:T个,吸附量(只在较低温度下进行)。化学吸附:由固体表面与吸附分子间化学键产生:有显著选择性;单分子层;热效应与反应热同数量级;被吸附分子结构发生变化,成为活性态吸附分子,活化能低(在较高温度下更有利)
一、吸附的基本理论 物理吸附:由分子间力——范德华力产生;无明显选择 性;单分子层、多分子层;吸附、脱附速率快;热效应较 小;T ,吸附量 (只在较低温度下进行)。 化学吸附:由固体表面与吸附分子间化学键产生;有显 著选择性;单分子层;热效应与反应热同数量级;被吸附 分子结构发生变化,成为活性态吸附分子,活化能低(在 较高温度下更有利)。
化学吸附速率:①气体分子对固体表面的碰撞频率愈大,吸附速率也愈大,根据分子运动理论,气相中组分在单位时间内对单位表面的碰撞数与气相中组分A的分压PA成正比;②化学吸附需要活化能Ea,只有能量超过Ea的气体分子才有可能被吸附,这种分子占总分子数的分率为exp[-Ea/(RT)]:③表面覆盖率0是已被组分A覆盖的活性位总数的分率,吸附分子与催化剂固体表面碰撞,其中只有一部分才能碰上空着的活()0性位,这个碰撞概率为f(是比例常数吸附速率:r=αAPA(O)exp[-E。/(RT))脱附速率:①与表面覆盖率有关,用函数f(O)表示②与脱附活化能Ed有关,与exp[-Ed/(RT)]成正比。脱附速率:ra=kf(e)exp[-Ea/(RT))净吸附速率:r=ra-ra=OAPA(,)exp[-E/(RT)-kf(OA)exp[-Ea/(RT)
化学吸附速率: ① 气体分子对固体表面的碰撞频率愈大,吸附速率也愈大,根据 分子运动理论,气相中组分在单位时间内对单位表面的碰撞数 与气相中组分A的分压PA成正比; ② 化学吸附需要活化能Ea,只有能量超过Ea的气体分子才有可能被 吸附,这种分子占总分子数的分率为exp[-Ea/(RT)]; ③ 表面覆盖率 是已被组分A覆盖的活性位总数的分率,吸附分 子与催化剂固体表面碰撞,其中只有一部分才能碰上空着的活 性位,这个碰撞概率为f( ) 脱附速率: ① 与表面覆盖率有关,用函数 表示, ② 与脱附活化能Ed有关,与exp[-Ed/(RT)]成正比。 A A 吸附速率: ra = A pA f ( A ) exp[−Ea /(RT )] A 是比例常数 ( ) ' A f : ( ) exp[ /( )] ' ' 脱附速率 rd = k f A −Ed RT : r ( ) exp[ /( )] ( ) exp[ /( )] ' ' 净吸附速率 = ra − rd = A pA f A −Ea RT − k f A −Ed RT
吸附等温线:恒温下,平衡吸附量一一分压的关系曲线描述吸附等温线的模型:理想吸附层模型(Langmuir均匀表面吸附模型)真实吸附层模型(不均匀表面吸附模型)
吸附等温线:恒温下,平衡吸附量——分压的关系曲线。 描述吸附等温线的模型: 理想吸附层模型(Langmuir均匀表面吸附模型) 真实吸附层模型(不均匀表面吸附模型)