過渡金屬氧化物催化劑及其催化作用教學(xué)課件

催化原理多媒體講義第七章過渡金屬氡化物催化劑及其催化作用第七章第七章尅渡金屬氧化物催化劑及其催化作用[教學(xué)要求]掌握還原氧化機(jī)理,催化劑表面上的氧化物種及其在催化氡化中的作用了解丙選擇性氡化為閃媂酸的反疝機(jī)理了解脫氫和氧化脫氫的反應(yīng)機(jī)理了解石油工業(yè)中重要的加氬處理過程的反應(yīng)機(jī)理[教學(xué)重點]氧化物表面上的氡物種和氧的活化作用丙牖氫化制丙埽醛和內(nèi)蟠酸加氫處理過程的反應(yīng)機(jī)理第七章第七章過渡金屬氧化物催化劑及其催化作用教學(xué)難點]1.氧化物表面上的氧物種和氧的活化作用。2.氧物種在催化氧化中的作用。[主要內(nèi)容]1.過渡金屬氧化物催化劑的表面化學(xué)和催化作用基礎(chǔ)。2.選擇性氧化過程,丙烯氧化制丙烯醛和丙烯酸,正丁烷氡化制順丁二酸酐3.乙苯脫氬和氧化脫氫。4.加氫處理過程。第七章本次課的內(nèi)容過渡金屬氡化物的表面與體相組成表面幾何形的影響分散作用的影響氧化物的表面動變學(xué)氧化物表面上氧物種和氫的活化作用握氧化物的表面動戀學(xué)要求了提氧物種之間的轉(zhuǎn)化和催化作用了解催化劑的表面幾何形戀和分敢作用鄉(xiāng)}第七章過渡金屬氧化物催化劑及其催化作用在工業(yè)催化劑中,過渡金屬氧化物催化劑占有要的地位。它們枘成的活性相不僅存在于氧化催化作用中,而且還存在于很多金屬催化劑中,后者在反應(yīng)條件下,表面層被活性的氧化物所役蓋眾所周知的石油餾分的加氫處理能化劑,雖然是以硫化物的形式來進(jìn)行催化作用。但是氡化物是能化活性相的前身,并且氡化物相的性質(zhì)決定著最終硫化物活性相的活性和選擇性等性能第七章7,過渡金屬氡化物的表面與體相組成與金屬催化劑一樣,金屬氧化物催化劑的表面組成和體相組成是究全不同的。例如在雙組分氧化物體系中,組分1在表面與體相中的濃度差「1可用式其中y為表面張力,a1為組分1的rtda熱力學(xué)活度如果由于組分1的濃度增加而使表張力降低。則1增加,即固體表面的組分1將還漸富集如果固體中兩種組分間的互溶性有限。則當(dāng)組分1的濃度超過某一限制時,固相中就會析出一個新相第七章。過渡金屬氧化物的表面與體相組成電子能譜CoO-Cr2O3固溶體XPS分析結(jié)合能表面序號摩爾分?jǐn)?shù)樣屆CoRo摩爾分?jǐn)?shù)%2P32P*Is固體相A105769530.4固體相B固體相A體相B530.4◆其中:A—預(yù)處理的條件100℃、10h:B_預(yù)處理的條件500℃、10h、超高真空;◆表5一列出了C0O一Cr2O氧化物固溶體中的面與體相組成差異。從表中的數(shù)據(jù)可以看出,當(dāng)梯品中的Cr2O3含量小于1%時,Cr2O3在表面上的含量超過10%第七章7.11過渡金屬氧化物的表面與體相組成當(dāng)采用NiO-Cr2O3固溶體(Cr2O3含量為0.56%),并用SIMS分析和用氟高子槍按單爾NiO-C2O3單品子層逐層剝髙衰面進(jìn)行層組分容器中1000℃的側(cè)形分析時的分析結(jié)果處理100h豪明內(nèi)盡的富癢程度逐漸減弱,大約在距表面10左右單分子層以下的體相中,這些富集現(xiàn)家才消失,這與金屬的富除去的單分子層數(shù)有些不同,金屬富集現(xiàn)京一般離表面不同距禽處的Cr含量只在距表面3-4個單分子層出現(xiàn),比氧化物的富集要得多m72表面幾何形戀的影響關(guān)于表面幾何結(jié)構(gòu)與催化行為的關(guān)系。在早期的多位理論中就已經(jīng)涉及到◆Schuit等人研究了鉬酸鉍不同晶面的結(jié)袍對丁蟠催化氧化活性的影響◆Arrayer和Cossee用MoS2不同晶面幾何結(jié)構(gòu)的概念解釋了鈷對加氫脫硫(HDS)催化劑性能的影響盡首兩種催化劑具有相同的化學(xué)原料、相同的價庵。但它們表現(xiàn)出完全不同的催化性能第七71.2表面幾何形態(tài)的影響巴豆醛丁二烯234561-丁烯的脈沖數(shù)丁烯的脈沖數(shù)表明了當(dāng)l-丁烯脈沖進(jìn)樣到Cu2Mo