●催化剂的物理结构 比表面积 ●单位体积固体所具有的表面积 ●经典测定方法 BET法 孔容与孔径分布 ●氦汞法 氮解吸法 低温下的毛细现象 孔的几何形状 ●微孔形状因子
⚫ 催化剂的物理结构 –比表面积 ⚫ 单位体积固体所具有的表面积 ⚫ 经典测定方法 – BET法 –孔容与孔径分布 ⚫ 氦-汞法 ⚫ 氮解吸法 –低温下的毛细现象 –孔的几何形状 ⚫ 微孔形状因子
、气-固相催化反应的动力学方程 ●反应的控制步骤 反应步骤 外扩散过程:反应物由气流主体扩散到催化剂外表面 内扩散过程:反应物进一步向催化剂内的微孔扩散 ●吸附过程:反应物在催化剂表面上被吸附 表面反应过程:吸附反应物转化成反应的生成物 脱附过程:反应生成物由催化剂表面脱附下来 ●内扩散过程:脱附下来的生成物分子由微孔内向外表 面扩散 外扩散过程:生成物分子由催化剂外表面扩散到气流 主体被带走
三、气-固相催化反应的动力学方程 ⚫ 反应的控制步骤 –反应步骤 ⚫ 外扩散过程：反应物由气流主体扩散到催化剂外表面 ⚫ 内扩散过程：反应物进一步向催化剂内的微孔扩散 ⚫ 吸附过程：反应物在催化剂表面上被吸附 ⚫ 表面反应过程：吸附反应物转化成反应的生成物 ⚫ 脱附过程：反应生成物由催化剂表面脱附下来 ⚫ 内扩散过程：脱附下来的生成物分子由微孔内向外表 面扩散 ⚫ 外扩散过程：生成物分子由催化剂外表面扩散到气流 主体被带走
主气流 瞬 固相 化剂粒子示意 图53-1催化反应过程乐意
●反应的控制步骤 控制步骤 ●若上述各步骤中某一步的阻力远大于其它各步阻 力时,整个反应速率取决于这一步的速率,那么, 这一步骤就称为控制步骤。相应的其它各步就可 当作平衡来进行处理 ●可能的控制步骤 外扩散控制 内扩散控制 动力学控制 吸附控制;脱附控制;表面反应控制 消除了内、外扩散阻力的情况下测定的反应 速率就是催化剂表面的本征速率
⚫ 反应的控制步骤 –控制步骤 ⚫ 若上述各步骤中某一步的阻力远大于其它各步阻 力时，整个反应速率取决于这一步的速率，那么， 这一步骤就称为控制步骤。相应的其它各步就可 当作平衡来进行处理 ⚫ 可能的控制步骤 –外扩散控制 –内扩散控制 –动力学控制 吸附控制；脱附控制；表面反应控制 –消除了内、外扩散阻力的情况下测定的反应 速率就是催化剂表面的本征速率
●双曲线型的反应速率式 反应速率的定义 ●单位催化剂重量为基准,单位时间内反应物的变 化量 1 dn w at 下面针对不同动力学控制步骤来讨论
⚫ 双曲线型的反应速率式 –反应速率的定义 ⚫ 单位催化剂重量为基准，单位时间内反应物的变 化量 –下面针对不同动力学控制步骤来讨论 dt dn W r A A − = − 1