催化剂表征与测试课件.ppt

介孔矽分子篩SB-15的SEM圖（焙燒後）第四章催化劑表徵與測試A:HexagonalSymmetryB:ElectronDiffraction:MesoporesC:Diffractionring:dValue:11.3?,Micropore:6?MAS-5的TEM圖第四章催化劑表徵與測試MAS-7電鏡譜圖第四章催化劑表徵與測試MAS-7電鏡譜圖第四章催化劑表徵與測試在孔壁上存在著規則微孔：由納米簇構成MAS-7電鏡放大譜圖第四章催化劑表徵與測試Fig.2.HRTEMimagesof(a)carbonblackand(b)sheet-likematerials;三、分散度（dispersion)催化劑表徵與測試負載型金屬催化劑：1~10nm的小顆粒、微晶、原子簇團活性與金屬組分的負載量和麵積相關一定負載量的金屬組分，活性與金屬的分散度相關分散度：暴露百分數，與微晶的大小直接相關正八面體性的鉑晶體，暴露百分數與邊長的關係：邊長暴露百分數表面原子在邊、角位百分數1.4nm，78%，64%2.8nm，49%，32%5.0nm，30%立方晶體的晶粒尺寸與暴露百分數關係第四章催化劑表徵與測試1、微晶的特異性第四章催化劑表徵與測試特異性：金屬微晶的物理化學性質與大塊金屬有明顯的差別。（1）不同類型的表面晶面，晶格參數縮小；（2）熔點顯著降低；（3）功函、內聚能密度、居裏點溫度不同（降低）；（4）金屬-載體強相互作用，金屬以層狀或“簇”狀鋪展，不是緊密的三維堆積；（5）雙金屬體系形成大塊金屬不能形成的固溶體或原子態混合物，如：Ru-Cu、Ir-Au、Cu-Os；（6）較多的原子處於配位高度不飽和的邊、角位。2、結構敏感的反應第四章催化劑表徵與測試當催化劑的分散度改變時，如果反應的速率有明顯的變化，則稱該催化反應為結構敏感的反應；反之，若反應速率隨分散度變化沒有顯著變化，則稱之為結構不敏感的反應。結構敏感的反應：Ni上的乙烷氫解反應；Pt上的甲基環戊烷氫解反應；Ni上的苯加氫反應；Pt上的異丁烷和正丁烷的異構化反應；Pt上的正己烷和正庚烷的環化反應等。結構不敏感的反應：Pt上的苯加氫反應；Pt上的環己烷脫氫反應；Pt上的化丙烷開環反應等。3、晶粒尺寸測量的問題第四章催化劑表徵與測試（1）儀器方法的局限性：如，SEM、TEM、XRD，超微晶粒不能準確測定，單層分佈檢測不到；（2）晶粒形狀的不確定性；（3）活潑表面的掩蓋；如：活性組分晶粒的包埋與孔陷獲。4、暴露百分數的測量方法第四章催化劑表徵與測試（1）化學吸附等溫線法；（2）反應滴定法；（3）毒物滴定法。4、暴露百分數的測量方法第四章催化劑表徵與測試（1）化學吸附等溫線法利用某些吸附質對金屬活性組分的專一性吸附和單層覆蓋的吸附量測定金屬的表面積。例如：H2在Pt/Al2O3上的化學吸附（1）化學吸附等溫線法第四章催化劑表徵與測試例如：H2在Ni/SiO2上的化學吸附（2）反應滴定法第四章催化劑表徵與測試直接化學吸附方法不適用時，用探針反應滴定選定的部位。例子1：“氫氧滴定法”負載的Pt的表面先氧化，然後再與氫反應；氫氧滴定法消耗的氫量多3倍，從而使測定精密度提高。與氫的直接化學吸附相比：（2）反應滴定法第四章催化劑表徵與測試例子2：RaneyCu和Ni-Cu合金中Cu表面積的測定N2O的探針反應通過測定釋放出的氮氣可以得出Cu的表面濃度。（3）毒物滴定法第四章催化劑表徵與測試毒物滴定法是測定活性位濃度的方便方法。儀器：一般採用脈衝反應器