第二节催化中的吸附作用课件.ppt

1、第二节 催化中的吸附作用 一.物理吸附与化学吸附 Catalytic chemistry 催化化学（1）物理吸附物理吸附:被吸附的分子或原子与表面之间以被吸附的分子或原子与表面之间以范德华力作用范德华力作用，而不发生化学变化，这种吸附叫，而不发生化学变化，这种吸附叫做物理吸附做物理吸附 分子间的物理作用力：（2）化学吸附）化学吸附:被吸附的分子或原子与表面之间发被吸附的分子或原子与表面之间发 易极化的分子 诱导偶极矩 生了化学作用，形成了生了化学作用，形成了化学键化学键，这种吸附叫做化学，这种吸附叫做化学吸附吸附 非极性分子间 色散力（电子密度轻微 变动产生）有永久偶极矩的分子 静电引力 化学

2、吸附的发生有两种两种情况：Catalytic chemistry 催化化学 表面原子（离子）配位不饱和，受力不平衡。表面电子密度不均，存在着缺电子或富电子中心。物理吸附和化学吸附的特征物理吸附和化学吸附的特征 a.吸附热吸附热：吸附是放热的 Catalytic chemistry 催化化学 化学吸附热：在化学反应热范围内(40-800 kJ/mol)物理吸附热：类似于气体在固体表面的凝聚，其吸附热 在液化热范围(8-20 kJ/mol)b.活化能活化能:物理吸附没有活化能，化学吸附的活化能 通常也很小 c.吸附的饱和性：吸附的饱和性：化学吸附最多只能形成单层覆 盖；物理吸附可形成多层 Cata

3、lytic chemistry 催化化学 d.吸附的可逆性：吸附的可逆性：物理吸附总是可逆的；化学吸附是否可逆取决于吸附质与表面作用(成键)强弱。e.吸附的选择性：吸附的选择性：物理吸附没有选择性；化学吸附则有选择性。f.吸附态光谱：吸附态光谱：化学吸附后，表面吸附的分子在光谱上有特征吸收峰；而物理吸附只能使原吸附分子的吸收峰稍有位移或强度改变。二.化学吸附的吸附态 吸附态是指分子在表面吸附的形式 1.解离吸附和非解离吸附解离吸附和非解离吸附 Catalytic chemistry 催化化学 解离吸附：吸附时分子发生解离。非解离吸附：吸附时分子不发生解离或不完全解离。Catalytic che

4、mistry 催化化学 2.2.单位吸附与多位吸附单位吸附与多位吸附?单位吸附：被吸附分子或原子只与催化剂表面的一个原子形成化学键多位吸附：被吸附分子或原子与催化剂表面上的一组原子形成化学键H原子在原子在Pt上的吸附上的吸附 Catalytic chemistry 催化化学 单位吸附单位吸附:双位吸附双位吸附:四位吸附四位吸附:CO在金属上的吸附在金属上的吸附 Catalytic chemistry 催化化学 单位吸附单位吸附:双位吸附双位吸附:三三.化学吸附与催化作用化学吸附与催化作用（1）吸附强度与催化作用）吸附强度与催化作用 Catalytic chemistry 催化化学 化学吸附的强

5、度要适中才好，太强、太弱的吸附都对反应不利。即有所谓的“火山型关系”Catalytic chemistry 催化化学 e.g.CH2=CH2+O2 CO2+H2O M Catalytic chemistry 催化化学(2)吸附的几何因素与催化作用吸附的几何因素与催化作用?对多位吸附的反应物分子，其吸附位点与催化剂吸附中心之间要在几何构型上相适应。否则，不能吸附或吸附太强，从而降低催化活性。e.g.环己烷在金属催化剂上脱氢成苯的反应?Catalytic chemistry 催化化学 要求催化剂吸附中心原子的排布具有六方对称性 Catalytic chemistry 催化化学?要求吸附中心的几何尺寸（原子间距离）相匹配