2.2化学吸附与气固相催化反应本征动力学模型 2.2化学吸附与气固相催化反应本征动力学模型 本征：完全没有扩散影响的，单纯的反应物及产 物在催化剂表面吸附脱附反应过程。其动力学表 达为本征动力学。 第26页
第26页 1 3 2.2 化学吸附与气固相催化反应本征动力学模型 本征：完全没有扩散影响的，单纯的反应物及产 物在催化剂表面吸附脱附反应过程。其动力学表 达为本征动力学。 2.2 化学吸附与气固相催化反应本征动力学模型
2.2化学吸附与气固相催化反应本征动力学模型 化学吸附与物理吸附 物理吸附 化学吸附 吸附剂 所有的固体物质 某些固体物质 吸附的选 择性 临界温度以下的所有气体 只吸附某些起化学变化的气体 温度范围 温度较低，接近沸点 温度较高，远高于沸点 吸附速率 很快，活化能低<4 kJ/mol 非活化的，低活化能；活化的， 和活化能 高活化能。>40kJ/mol 吸附热 <8kJ/mol >40 kJ/mol 覆盖情况 多分子层 单分子层 可逆性 高度可逆 常不可逆 重要性 于测定表面积、微孔尺 用于测定活化中心的面积及阐 寸 明反应动力学规律 第27页
第27页 化学吸附与物理吸附 物理吸附 化学吸附 吸附剂 所有的固体物质 某些固体物质 吸附的选 择性 临界温度以下的所有气体 只吸附某些起化学变化的气体 温度范围 温度较低，接近沸点 温度较高，远高于沸点 吸附速率 和活化能 很快，活化能低 < 4kJ/mol 非活化的，低活化能；活化的， 高活化能。> 40kJ/mol 吸附热 <8kJ/mol >40 kJ/mol 覆盖情况 多分子层 单分子层 可逆性 高度可逆 常不可逆 重要性 用于测定表面积、微孔尺 寸 用于测定活化中心的面积及阐 明反应动力学规律 2.2 化学吸附与气固相催化反应本征动力学模型
2.2化学吸附与气固相催化反应本征动力学模型 1吸附等温方程 设有气-固相催化反应： CO(g)+H,(g)->CO,(g)+H2(g) A B C D 反应步骤如下： 1)外扩散：A和B从气相主体到达颗粒外表面； 2)内扩散：A和B从颗粒外表面进入颗粒内部； 第28页
第28页 1 3 1 吸附等温方程 设有气－固相催化反应： ( ) ( ) ( ) ( ) A B C D C O g H O g C O g H g 2 2 2 + → + 反应步骤如下： 1)外扩散：A和B从气相主体到达颗粒外表面； 2)内扩散：A和B从颗粒外表面进入颗粒内部； 2.2 化学吸附与气固相催化反应本征动力学模型
2.2化学吸附与气固相催化反应本征动力学模型 3)化学反应： (1)化学吸附：A和B被活性位吸附，成为吸附态A和B; (2)表面反应：吸附态A和B起反应，生成吸附态C和D; (3)脱附：吸附态C和D脱附成自由的C和D。 4)内扩散：C和D从颗粒内部到达颗粒外表面； 5)外扩散：C和D从颗粒颗粒外表面到达气相主体； 化学吸附、表面反应和脱附三步是串联的，构成了催 化反应过程。按照上述三步获得的催化反应动力学，称之 为催化反应化学动力学，或者催化反应本征动力学。 第29页
第29页 1 3 3)化学反应： （1）化学吸附：A和B被活性位吸附，成为吸附态A和B； （2）表面反应：吸附态A和B起反应，生成吸附态C和D； （3）脱附：吸附态C和D脱附成自由的C和D。 4）内扩散: C和D从颗粒内部到达颗粒外表面; 5）外扩散：C和D从颗粒颗粒外表面到达气相主体； 化学吸附、表面反应和脱附三步是串联的，构成了催 化反应过程。按照上述三步获得的催化反应动力学，称之 为催化反应化学动力学，或者催化反应本征动力学。 2.2 化学吸附与气固相催化反应本征动力学模型
2.2化学吸附与气固相催化反应本征动力学模型 外表面 内表面 A,B 2.内折散 3.化学反应： 1.外扩散 1)(2)(3) 吸附反应 脱附 气固相催化反应本征动力学的理论基础是化学吸附理论。 第30页
第30页 1 3 A B, 外表面 内表面 1.外扩散 2.内扩散 3.化学反应： （1）（2）（3） 反应 脱附 气固相催化反应本征动力学的理论基础是化学吸附理论。 2.2 化学吸附与气固相催化反应本征动力学模型 吸附