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1、多相催化反應(yīng)基礎(chǔ)多相催化反應(yīng)過(guò)程是氣體(液體)反應(yīng)物在固體催化劑表面進(jìn)行的，反應(yīng)物和產(chǎn)物在催化劑孔中的擴(kuò)散和在表面上的吸附作用是反應(yīng)的必經(jīng)步驟研究催化劑的吸附、表面積和孔結(jié)構(gòu)是很重要的Thesurfaceenergy ofacovalentsolidThesurfaceenergy ofanionicsolid固體表面吸附現(xiàn)象的本質(zhì)Thereisanimbalanceofforcesatthesurface;Oneformofadsorptionoccursasaresultofamolecule’sinteractio
2、nwiththesefreevalencies吸附作用幾個(gè)關(guān)鍵概念（一）當(dāng)氣體與清潔的固體表面接觸時(shí)，在固體表面上氣體的濃度高于氣相，這種現(xiàn)象稱為吸附現(xiàn)象。被吸附的氣體稱為吸附質(zhì)。吸附氣體的固體稱為吸附劑。吸附質(zhì)在固體表面上吸附后存在的狀態(tài)稱為吸附態(tài)。吸附作用幾個(gè)關(guān)鍵概念（二〕通常吸附是發(fā)生在固體表面的局部位置，這樣的位置稱為吸附中心或吸附位。吸附中心與吸附態(tài)共同構(gòu)成表面吸附絡(luò)合物。當(dāng)固體表面上的氣體濃度由于吸附而增加，稱為吸附過(guò)程。氣體濃度在表面上減少的過(guò)程，則稱為脫附過(guò)程。當(dāng)吸附過(guò)程進(jìn)行的速率與脫附過(guò)程進(jìn)行的速率相等
3、時(shí)，表面上氣體的濃度維持不變，這樣的狀態(tài)稱為吸附平衡。物理吸附與化學(xué)吸附按推動(dòng)力性質(zhì)，吸附可分為物理吸附和化學(xué)吸附兩類(lèi)。物理吸附被吸附分子結(jié)構(gòu)變化不大。化學(xué)吸附被吸附分子結(jié)構(gòu)變化。物理吸附和化學(xué)吸附的區(qū)別物理吸附吸附力范德華力吸附層單層或多層選擇性無(wú)熱效應(yīng)較小，近于液化熱吸附速度較快，不受溫度影響，不需活化能化學(xué)吸附化學(xué)鍵力單層有較大，近于化學(xué)反應(yīng)熱較慢，溫度升高速度加快，需活化能催化反應(yīng)與吸附的關(guān)系氣—固相催化反應(yīng)中，至少有一種反應(yīng)物要吸附在催化劑的表面上。吸附鍵的強(qiáng)度要適當(dāng)，吸附的過(guò)強(qiáng)或過(guò)弱都不利于下一步化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)
4、行。如果催化劑對(duì)反應(yīng)物吸附過(guò)強(qiáng)，往往形成較穩(wěn)定的表面絡(luò)合物；吸附過(guò)弱，反應(yīng)物分子活化不夠，不利于反應(yīng)。吸附強(qiáng)弱的度量方法吸附物種與催化劑表面鍵合形成化學(xué)吸附鍵的強(qiáng)弱，由反應(yīng)物與催化劑的性質(zhì)及吸附條件決定。其數(shù)值大小可由化學(xué)吸附熱度量。吸附熱越大，吸附鍵愈強(qiáng)；反之，吸附熱越?。芥I越弱。因此，吸附熱是選擇催化劑時(shí)要考慮的因素之一。積分吸附熱在一定溫度下，當(dāng)吸附達(dá)到平衡時(shí)，平均吸附1mol氣體所放出的熱量稱為積分吸附熱q積，它反映了吸附過(guò)程中在一個(gè)比較長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)，熱量變化的平均結(jié)果，常用于區(qū)分物理吸附與化學(xué)吸附微分吸附熱催
5、化劑表面吸附的氣體從nmol增加到(n+dn)mol時(shí)，平均吸附每摩爾氣體所放出的熱量－微分吸附熱反映了吸附過(guò)程某一瞬間的熱量變化。微分吸附熱是表面覆蓋度?的函數(shù)表面覆蓋度－已被吸附分子覆蓋的表面積占總表面積的分率。用初始吸附熱與催化活性相關(guān)聯(lián)，比較不同催化劑的催化活性。微分吸附熱是覆蓋度?的函數(shù)，其變化關(guān)系比較復(fù)雜。有三種類(lèi)型。類(lèi)型I，吸附熱與覆蓋度無(wú)關(guān)，即吸附熱為常數(shù)。這是理想的吸附情況，實(shí)際遇到的較少。此類(lèi)吸附稱為朗格繆爾(Langmuir)吸附。類(lèi)型II，微分吸附熱隨覆蓋度增加呈線性下降。此類(lèi)吸附稱為焦姆金（Te
6、mkin）吸附。類(lèi)型III，微分吸附熱隨覆蓋度增加呈對(duì)數(shù)下降。此類(lèi)吸附稱為費(fèi)蘭德利希(Frundlich)吸附。后兩類(lèi)吸附熱皆隨覆蓋皮變化，稱為真實(shí)吸附。多數(shù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果是屬于后兩類(lèi)或由后兩類(lèi)派生出來(lái)的。吸附熱隨覆蓋度的關(guān)系產(chǎn)生真實(shí)吸附的原因1、表面不均勻表面各處的組成、結(jié)構(gòu)和周?chē)沫h(huán)境不同，并存在棱、邊、角及各類(lèi)缺陷等，引起各吸附中心的能量不同，對(duì)吸附分子的作用力不同。2、吸附分子的相互作用吸附在表面上的物種對(duì)未吸附分子有排斥作用。固體表面不均勻化學(xué)吸附態(tài)化學(xué)吸附態(tài)表明吸附物種在固體表面進(jìn)行化學(xué)吸附時(shí)的化學(xué)狀態(tài)、電子結(jié)構(gòu)和
7、幾何構(gòu)型，化學(xué)吸附態(tài)和表面反應(yīng)中間體的確定對(duì)揭示催化劑作用機(jī)理和催化反應(yīng)機(jī)理非常重要研究化學(xué)吸附態(tài)實(shí)驗(yàn)方法化學(xué)吸附態(tài)的研究已成為多相催化理論研究的中心課題之一。用于這方面的實(shí)驗(yàn)方法有：紅外光譜（IR〕、電子光譜、光電子能譜（XPS〕、固態(tài)核磁共振（MASNMR〕以及質(zhì)譜（MS〕技術(shù)等。吸附態(tài)的紅外光譜（IR〕吸附態(tài)的紅外光譜（IR〕吸附態(tài)包括三方面的內(nèi)容一是被吸附的分子是否解離?？蓪⑽椒譃榻怆x吸附和締合吸附。二是催化劑表面吸附中心的狀態(tài)是原子、離子還是它們的集團(tuán)。吸附物占據(jù)一個(gè)原子或離子時(shí)的吸附稱為單位吸附；吸附物占據(jù)
8、兩個(gè)或兩個(gè)以上的原子或離子所組成的集團(tuán)時(shí)，稱為多位吸附。三是吸附鍵類(lèi)型是共價(jià)鍵、離子鍵、配位鍵還是混合鍵型，以及吸附物種所帶電荷類(lèi)型與多少。氫的吸附態(tài)氧的吸附態(tài)氧原子負(fù)離子O-很活潑，即使低溫下也能與H2、CO、C2H4以及飽和烴反應(yīng)。氧分子負(fù)離子O2-穩(wěn)定性好，反應(yīng)性能較O-差。一氧化碳的吸附態(tài)CO在Ni、Pt、P
