催化--多相催化原理与实践.pdf
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2014-多相催化动力学理论与实践.pdf
多相催化反应动
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力学理论与实践
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学时：40
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讲解：李建伟 lijw@mail.buct.edu.cn
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工业催化与反应器研究室
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综合楼 517
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电话
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多相催化反应基础.pptx
The surface energy of a covalent solid ;The surface energy of an ionic solid ;固体表面吸附现象的本质;吸附作用几个关键概念（一）;吸附作用几个关键概念（二〕;物理吸附与化学吸附;物理吸附和化学吸附的区别;催化反应与吸附的关系;吸附强弱的度量方法;积分吸附热;微分吸附热;;;吸附热随覆盖度的关系;产生真实吸附的原因;固体表面不均匀;化学吸附态;研究化学吸附态实验方法;吸附态的红外光谱（IR〕;吸附态包括三方面的内容;氢的吸附态;氧的吸附态;一氧化碳的吸附态;烯烃的吸附态;乙炔的吸附态;;化学吸附态决定产物
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吸附作用与多相催化.ppt
解离吸附的Langmuir方程吸附时分子在表面发生解离，一个粒子变成两个粒子，而且这两个粒子各占一个吸附中心。如O2在许多金属上解离为两个O。O2OO第64页,共68页，2024年2月25日，星期天解离吸附解离吸附分子在表面上的覆盖度与分压的平方根成正比，这一结论可用来断定粒子是否发生了解离吸附。这是解离吸附的特征。第65页,共68页，2024年2月25日，星期天本章重点内容：多相催化反应步骤、外扩散、内扩散、物理吸附、化学吸附、吸附相关概念，吸附位能曲线缔合吸附、解离吸附、溢流效应五种类型物理吸附的等温线Langmuir等温方程的几点假设，以及Langmuir等温方程第66页,共68页，20
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吸附作用与多相催化.ppt
第三章：吸附作用与多相催化主要内容：物理吸附与化学吸附；吸附和脱附速率方程；吸附平衡和等温方程；催化反应动力学。理解物理吸附与化学吸附；掌握吸附和脱附速率方程；掌握吸附平衡和等温方程；掌握催化反应动力学基础知识。化工资源有效利用国家重点实验室*化工资源有效利用国家重点实验室*固体表面原子所处的环境与体相不同，常常是配位不饱和的，当气体分子与固体表面接触时，将会与固体表面发生相互作用，气体会在固体表面累积，其浓度高于气相，这种现象称为吸附现象(adsorption)。吸附气体的固体称为吸附剂，被吸附的气体称为吸附质，吸附质在表面吸附后的状态称为吸附态。通常吸附都发生在吸附剂的局部位置上，这样的位
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吸附作用与多相催化.ppt
Va＝Kap(1－θ)脱附速率Vd只与表面覆盖度θ成正比Vd＝Kdθ当吸附达到平衡时：Va＝Vd一种气体A在吸附剂表面发生非解离吸附：假设吸附剂表面是理想的，吸附速率Va与吸附质气体A的压力p和吸附剂的表面自由度(1－θ)成正比3-1简单的朗格谬尔（Langmuir）等温方程当达到动态平衡时，其中式中：p―吸附平衡时吸附质蒸气的压力；ka,kd―分别为吸附和脱附速率常数；K—该吸附过程的吸附系数，即吸附平衡的平衡常数；3-1简单的朗格谬尔（Langmuir）等温方程如果用v（ml/g）表示吸附量，vm（ml/g）表示单分子层饱和吸附量，则化简得：上式也称为朗格谬尔吸附等温式。用p/v对p作图时
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第2章-多相催化作用基础.ppt
《工业催化》—多相催化作用基础多相催化过程中的内扩散和外扩散。外扩散：反应物分子从流体体相通过吸附在气、固边界层的静止气膜（或液膜）达到颗粒外表面，或者产物分子从颗粒外表面通过静止层进入流体体相的过程。内扩散：反应物分子从颗粒外表面扩散进入到颗粒孔隙内部，或者产物分子从孔隙内部扩散到颗粒外表面的过程扩散：分子扩散、努森扩散和构型扩散。扩散的三种类型分子扩散（Bulkdiffusion）努森扩散（Knudsendiffusion）构型扩散（Configurationaldiffusion）大孔（孔径100nm）内的扩散；分子间的碰撞分子与催化剂孔壁间的碰撞；扩散阻力主要来自分子间的碰撞。外扩散属
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2_多相催化反应基础.ppt
多相催化反应基础;The surface energy of a covalent solid ;The surface energy of an ionic solid ;固体表面吸附现象的本质;吸附作用几个关键概念（一）;吸附作用几个关键概念（二〕;物理吸附与化学吸附;物理吸附和化学吸附的区别;催化反应与吸附的关系;吸附强弱的度量方法;积分吸附热;微分吸附热;;;吸附热随覆盖度的关系;产生真实吸附的原因;固体表面不均匀;化学吸附态;研究化学吸附态实验方法;吸附态的红外光谱（IR〕;吸附态的红外光谱（IR〕;;吸附态包括三方面的内容;氢的吸附态;氧的吸附态;一氧化碳的吸附态;烯烃的吸附态
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2.5 多相催化与吸附.pdf
第二章反应动力学基础
本章内容
2.1化学反应速率与反应速率方程
2.2温度对反应速率的影响
2.3复合反应
2.4速率方程的变换与积分
2.5多相催化与吸附
2.6多相催化反应动力学
2.7动力学参数的确定和速率方程的建立
2.5.1多相催化作用
1.催化剂简介
颗粒状催化剂整体式催化剂
2.5.1多相催化作用
2.催化作用原理
R、P：反应物和产物；催化剂-R：反应物和催化剂
形成的中间物种。
（1）反应物被分布在催化剂表面上的活性位吸附，
成为活性吸附态；
（2）活性吸附态组分在催化剂表面上进行反应，生
成吸附态产物；
（3）吸附态产物从催化剂活性表面上脱附。
2.5.1多相催化作用
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2多相催化反应基础.ppt
多相催化反应基础 多相催化反应过程是气体(液体)反应物在固体催化剂表面进行的，反应物和产物在催化剂孔中的扩散和在表面上的吸附作用是反应的必经步骤 研究催化剂的吸附、表面积和孔结构是很重要的 The surface energy of a covalent solid The surface energy of an ionic solid 固体表面吸附现象的本质 There is an imbalance of forces at the surface ; One form of adsorption occurs as a result of a molecule’s inte
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多相催化与单一相催化课件.ppt
*******化工生产中催化剂的选择1反应类型催化剂的选择首先取决于反应类型。不同的催化剂适用于不同的化学反应。例如，酸性催化剂通常用于酸催化反应，而碱性催化剂则用于碱催化反应。2反应条件反应条件，例如温度、压力和反应物浓度，也会影响催化剂的选择。某些催化剂在高温下表现良好，而另一些催化剂则在低温下更有效。3经济因素催化剂的成本和可用性也是重要的考虑因素。成本较低且易于获得的催化剂通常更受欢迎。4环保因素催化剂的环保性能也很重要。应选择对环境影响较小的催化剂，并尽可能减少废物的产生。催化剂的分类均相催化剂均相催化剂是指催化剂和反应物处于同一相中的催化反应。例如，在液体介质中，催化剂和反应物都溶
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工业催化吸附作用与多相催化.ppt
? 来自金属的氢溢流物种能与催化剂表面的积碳反应产生CH4， ? 难还原金属氧化物(尖晶石结构NiAlO4)中，添加少量易还原金属(Cu)，产生的氢溢流物种可以促进Ni的还原， ? 由此可见，溢流物种与固体表面的反应对提高金属催化剂的还原度、消除催化上的积碳也很重要。 * 化学吸附热 ? 一定温度下，单位固体表面上吸附一定量吸附质所 放出的热量 ? 对于化学吸附，吸附热的大小反映了吸附物种在催 化剂表面形成化学吸附键的强弱： 吸附热越大，化学吸附键越强 吸附热越小，化学吸附键越弱 * 起始吸附热：新鲜表面的微分吸附，吸附粒子间的 相互作用力可忽略 积分吸附热：吸附过程中热量变化的平均值
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工业催化》之第3章吸附作用与多相催化.ppt
因此，在氧化物表面上的化学吸附，要比金属表面上的复杂，研究也更困难。 * 根据氧化物固体导电性能的差异，可将它们分成两类，即半导体和绝缘体。下面分别讲座其化学吸附。 * 对于半导体氧化物的化学业吸附研究，缺乏像金属化学吸附那样的定量结果；但是，此处讨论的原则和过程，可能有助于了解它们的催化功能，以及这些体系的催化氧化、还原等过程，其步骤可能与此相似。 * * * 三种模式化学吸附的吸附热随覆盖率的变化情况示意图 * 3.4.4 金属表面上化学吸附的应用 主要应用：测定金属的表面积 常用吸附质：H2、CO、O2和N2O 计算公式： A -- 金属总表面积; -- 单分子层
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工业催化第3章吸附作用与多相催化.ppt
3.烯烃 ①双位吸附（缔合吸附）：烯烃π键均裂，再杂化， sp2→sp3，再发生双位吸附。 （σ-键合） ②独位吸附（非解离吸附） （σπ-键合） 以p/V(p0-p)对
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第2章-多相催化作用基础+-+1.ppt
《工业催化》—多相催化作用基础《工业催化》—多相催化作用基础2.1催化剂的吸附作用2.2多相催化中的扩散2.3催化反应系统的分析多相催化的反应过程内孔道催化剂颗粒滞流层⑥①②③④⑤气流层⑦孔道中的流动相反应物吸附与脱附产物吸附与脱附表面化学反应催化剂颗粒的内表面ABCD内孔道催化剂颗粒滞流层⑥①②③④⑤气流层⑦2.1.1吸附概述2.1.1.1吸附现象吸附：气体（或液体）在固体表面上聚集，其浓度高于气相中该气相（或液相）主体的现象。吸附剂：吸附其它物质的固体。吸附质：处于吸附态的物质。吸附态：吸附质在吸附剂表面吸附后的状态。吸附平衡：吸附速率和脱附速率相等时，吸附剂表面上的气体浓度不随时间改变的
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多相催化过程中传质传热的影响.docx
多相催化过程中传质传热的影响
多相催化过程中传质传热的影响
一、多相催化过程概述
多相催化过程是一种涉及两个或多个不同相（如固体催化剂和气体反应物）之间的化学反应过程。在这类过程中，催化剂的存在极大地提高了反应速率和选择性，而催化剂本身在反应过程中不被消耗。多相催化在工业生产中扮演着重要角色，广泛应用于石油化工、精细化工、环境保护等领域。传质和传热作为影响多相催化反应效率的关键因素，对反应速率、产品选择性和催化剂寿命等有着直接的影响。
1.1多相催化过程的基本特性
多相催化过程的基本特性包括反应物与催化剂之间的接触、反应物的转化以及产物的分离。在多相催化过程中，反应物分子首先通过扩散到达催化剂