催化原理

催化原理1、活性:是指催化剂影响反应进程变化的程度；或指催化剂对反应加速的程度，衡量催化剂效能大小的标准。催化剂使原料转化的速率：a=-(1/w)d(nA)/dt选择性:指催化剂使反应向着某一特定产物的方向进行；或是指所消耗的原料中转化成目的产物的分率目的产物在总产物中的比例S=ΔnA→P/ΔnA=(p/a).(nP/ΔnA)=rP/Σri比活性:对于固体催化剂，与催化剂单位表面积相对应的活性称为比活性α=k/S分散度:分散度（Dispersity)=表面原子数/总原子数TOF:转换频率是指每个催化中心上单位时间内产生的给定产物的分子数（TOF)。2、空速:单位时间里单位催化剂的处理量WHSV:重时空速:每小时进料的重量（液体或气体））/催化剂的装填重量空时速率:3、化学吸附态:分子或原子在固体催化剂表面化学吸附后的化学状态、电子结构、几何构型。表面覆盖度:在吸附平衡时，吸附剂表面被吸附质粒子覆盖的分数，常用θ表示。对于单层的吸附，θ=V/Vm，V是平衡吸附量，Vm是单分子层饱和吸附量。Langmuir吸附:①定位吸附；②单层吸附；③均匀吸附（理想吸附）；④吸附与脱附动态平衡定位吸附:ETEP分隔吸附位的势垒高度EP大于吸附质分子热运动能ET，分子不能逸出“势能阱”非定位吸附:ETEP，吸附质在表面自由转换.积分吸附热:指达到吸附平衡时，被气体吸附质覆盖的那部分吸附剂表面所产生的平均吸附热。它表示在吸附过程中，较长期间内热量变化的平均值。积分吸附热随吸附质浓度的大小而变化，一般用于区分物理吸附和化学吸附的吸附热。4、速率控制步骤:总速度（或宏观速率）取决于阻力最大的步骤（最慢的步骤）扩散控制:（外扩散、内扩散）动力学控制:（表面反应、化学吸附与脱附）5、Knudsen扩散:气体在多孔固体中扩散时，如果孔径小于气体分子的平均自由程，则气体分子对孔壁的碰撞，较之气体分子间的碰撞要频繁得多，这种扩散称为努森扩散（knudsendiffusion）。构型扩散:当催化剂孔径尺寸与反应物分子大小接近，处于同一数量级时，分子大小发生微小变化就会引起扩散系数发生很大变化。例如：分子筛择形催化6、固体酸/碱度函数:固体酸表面能够吸附一未解离的碱，并将其转变为相应的共轭酸，其转变借助于质子自固体酸表面传递与吸附的碱;超强酸:H。＜－11.9；是由两种或两种以上的含氟化合物组成的溶液，有很强的酸性。超强碱:碱强度超过强碱(即pKa26)的碱择形催化:以分子筛做催化剂时，反应主要在晶内进行，而且只有那些大小和形状与沸石孔道相匹配，能够扩散进出通道的分子才能成为反应物和产物7、结构敏感性:反应速率对表面的细微结构变化敏感，即反应速率依赖于晶粒的大小，载体的性质结构非敏感性:反应速率不受表面细微结构的变化火山型原理:在单分子反应中，如果吸附质吸附足够强达到了很高的表面遮盖率，则催化活性与反应物吸附强度成相反关系8、Mars-Van-Krevelen氧化还原机理:指反应过程为反应物与催化剂晶格氧离子反应的机理。第一步是反应物与催化剂产生氧空位被还原。第二步是催化剂被解离吸附的氧补充氧缺位而重新氧化，得以再生。由于第一步是氧化物催化剂被还原，第二步催化剂被氧化，这种机理也被称为氧化还原机理L-H机理:吸附粒子之间发生的反应。（一种以表面反应为控制步骤，以两个吸附着的分子进行表面反应的多相催化机理。即两个反应物先吸附在固体催化剂上，在表面上反应，产物再脱附。表面反应为控制步骤，吸附与脱附速度远大于表面反应速度。反应速度与两个反应物在催化剂表面上的覆盖度成正比。）E-R机理:吸附粒子与液相或气相分子之间的反应9、P型与N型半导体催化剂:P型:靠空穴导电N型:靠自由电子导电d百分:d轨道在成键轨道中的分数d空穴:就是d能带上有能级而无电子能，具有获得电子的能力。10、三效催化剂:催化剂能同时对CO、HC、NOx三种有害物起催化净化作用11、TPD:就是把预先吸附了某种气体分子的催化剂，在程序加热升温下，通过稳定流速的气体（通常用惰性气体，如He气），使吸附在催化剂表面上的分子在一定温度下脱附出来，随着温度升高而脱附速度增大，经过一个最高值后而脱附完毕。对脱附出来的气体，可以用热导检测器检测出浓度随温度变化的关系，达到TPD曲线。脱附出来的碱性气体用酸吸收，通过滴定的办法可以求得消耗的酸量，从而得到催化剂的总酸量H2-O2滴定:H2吸附饱和后用O2滴定或O2吸附饱和后用H2滴定