固态反应的一些共同特点: (1)固态物质的反应活性通常较低,速度较慢。固 态反应总是发生在两种组分界面上的非均相反应。固 态反应一般包括相界面上的反应和物质迁移两个过程。 (2)固态反应通常需在高温下进行。而且由于反应 发生在非均相系统,因而传热和传质过程都对反应速 度有重要影响
• (1)固态物质的反应活性通常较低,速度较慢。固 态反应总是发生在两种组分界面上的非均相反应。固 态反应一般包括相界面上的反应和物质迁移两个过程。 • (2)固态反应通常需在高温下进行。而且由于反应 发生在非均相系统,因而传热和传质过程都对反应速 度有重要影响。 固态反应的一些共同特点:
7.2固态反应机理 固态反应一般是由相界面上的化学反应和固相内的物 质迁移两个过程构成。但不同类型的反应既表现出一 些共性规律,也存在着差异和特点。 7.2.1相界面上化学反应机理 傅梯格(HⅢiitting)研究了ZnO和Fe,O3合成的反应过 程。图9.1示出加热到不同温度的反应化合物,经迅速 冷却后分别测定的物性变化结果。可把整个反应过程 划分为六个阶段
固态反应一般是由相界面上的化学反应和固相内的物 质迁移两个过程构成。但不同类型的反应既表现出一 些共性规律,也存在着差异和特点。 7.2.1 相界面上化学反应机理 傅梯格(Hlütting)研究了 ZnO 和 Fe2O3 合成的反应过 程。图9.1 示出加热到不同温度的反应化合物,经迅速 冷却后分别测定的物性变化结果。可把整个反应过程 划分为六个阶段。 7.2 固态反应机理
Q 2 473 5736737738739731073 11731273 T/K ·图9.1ZnO-Fe,03混合物加热过程中性质的变化 1.对色剂的吸附性2.对2C0+02→2C02反应的催化活性3.物系的吸湿 性4.对2N20→2N2+O2反应的催化活性5.x-射线图谱上ZnFe,04的强度
•图 9.1 ZnO-Fe2O3混合物加热过程中性质的变化 •1. 对色剂的吸附性 2. 对 2CO+O2→2CO2 反应的催化活性 3. 物系的吸湿 性 4. 对2N2O→2N2+O2反应的催化活性 5. x-射线图谱上ZnFe2O4的强度
(1)隐蔽期:约低于300℃。此阶段内吸附色剂能力降低,说 明反应物混合时已经相互接触,随温度升高,接触更紧密,在界 面上质点间形成了某些弱的键。在这个阶段中,一种反应物“掩 蔽”着另一种反应物,而且前者一般是熔点较低的。 (2)第一活化期:在300~400℃。这时对2C0+02→2C02的催 化活性增强,吸湿性增强,但X射线分析结果尚未发现新相形 成,密度无变化。说明初始的活化仅是表面效应,可能有的反应 产物也是局部的分子表面膜,并具有严重缺陷,故呈现很大活性
(1)隐蔽期:约低于 300℃。此阶段内吸附色剂能力降低,说 明反应物混合时已经相互接触,随温度升高,接触更紧密,在界 面上质点间形成了某些弱的键。在这个阶段中,一种反应物“掩 蔽”着另一种反应物,而且前者一般是熔点较低的。 (2)第一活化期:在 300~400℃。这时对 2CO+O2→2CO2 的催 化活性增强,吸湿性增强,但 X 射线分析结果尚未发现新相形 成,密度无变化。说明初始的活化仅是表面效应,可能有的反应 产物也是局部的分子表面膜,并具有严重缺陷,故呈现很大活性
(3)第一脱活期:在400~500℃之间。此时,催化活性和吸附 能力下降。说明先前形成的分子表面膜得到发展和加强,并在 一定程度上对质点的扩散起阻碍作用。不过,这作用仍局限在 表面范围。 (4)二次活化期:在500~620℃之间。这时,催化活性再次增 强,密度减小,磁化率增大,X射线衍射谱上仍未显示出新相 谱线,但ZnO谱线呈现弥散现象,说明FezO3渗入ZnO晶格, 反应在整个颗粒内部进行,常伴随着颗粒表层的疏松和活化。 此时反应物的分散度非常高,不可能出现新晶格,但可以认为 晶核已经形成
(3)第一脱活期:在 400~500℃ 之间。此时,催化活性和吸附 能力下降。说明先前形成的分子表面膜得到发展和加强,并在 一定程度上对质点的扩散起阻碍作用。不过,这作用仍局限在 表面范围。 (4)二次活化期:在 500~620℃ 之间。这时,催化活性再次增 强,密度减小,磁化率增大,X 射线衍射谱上仍未显示出新相 谱线,但 ZnO 谱线呈现弥散现象,说明 Fe2O3 渗入 ZnO 晶格, 反应在整个颗粒内部进行,常伴随着颗粒表层的疏松和活化。 此时反应物的分散度非常高,不可能出现新晶格,但可以认为 晶核已经形成