催化剂研究方法(Ⅰ)——序言

<正> 催化剂在国民经济中,特别是在石油和化学工业中的重要性越来越为人所熟知。催化剂不但能大大加快一些反应,而且能在可以同时发生的几种反应中,有选择地加速其中一种反应,从而使原料利用率有很大提高。应用新的催化剂,往往能使某种价廉而丰富的原料有新的用途,或使一种多段反应简化为一步完成。要防止或消除污染,扩大能源,无论是近期用煤、页岩取代石油,还是远期发展核聚变能源或光解水制氢,往往发展新一代催化剂是必要的环节。催化剂的重要性历来引起人们对催化剂和催化作     

催化剂表面研究方法(一)

一、前言有关催化剂表面结构及其作用,自1910年前后Langmuir研究了吸附以后,对催化剂活性,提出了种种学说,如Toylor活性中心与Balandin的晶格质点结合的多位中心论等。但表面结构的研究,则开始于四十年代后Beck对定向蒸镀膜的研究以及Gwath-     

催化剂表面研究方法(三)

本讲内容是介绍场致发射电子显微镜(FEM)和场致发射离子显微镜(FIM)以及最近应用并迅速发展的扫描型电子显微镜(SEM),它是通过观测受到外部强电场的表面所发射的电子或离子,来研究催化剂表面的几何学结构和活性中心上吸附的微观情况。     

催化剂研究方法(Ⅷ)——第六章 催化剂的电子显微镜研究

<正> 电子显微镜是一种直接观察物体微细结构的有力工具,被喻为“科学之眼”。自1932年M.Knoll和E.Ruska建造第一台电镜起,电镜广泛地应用在生物学、医学、物理学、化学和材料科学诸领域。六十年代商品扫描电镜的出现,特别是随后形成的多功能分析电镜,使获得的结果不再仅仅是一张“显微图”,而     

催化剂表面的研究方法(Ⅱ)

俄歇电子能谱(AES)是鉴定催化剂表面原子、分析原子分布等表面组成的有力方法;低能电子衍射(LEED)则用于探明暴露在晶格面上的原子排列或吸附分子的结合位置。本讲介绍这两种方法及其应用。四、俄歇电子能谱1.电子发射机理及其测定1925年俄歇所发现的电子发射现象,是按照下面机理进行的。用电子束轰击表面原子,或用 X 射线照射表面原子时,一次电子     

催化剂研究方法(Ⅱ)——第二章 吸附现象及在催化剂物化性能测试中的应用(上)

<正> 某种物质的分子由于物理或化学的作用力,使它附着或结合在两相的界面上(固/固的相界面除外),从而这种分子在两相界面上的浓度大于体系的其它部份,这种现象叫吸附。以硅胶吸附水汽为例,硅胶表面和水汽构成固/气界面,水在硅胶表面上的浓度大于气相中水汽的浓度。吸附现象在自然界和人类日常生活中很普遍,尘埃吸附水汽而成水汽凝结的“核”,使下雨、降雪的过程得以顺利进行;织物染色是纤维吸附染料分子;骨     

催化剂研究方法(ⅩⅣ)——第十章 核磁共振在催化研究中的应用(上)

<正> 一、前言自1924年鲍里(Pauli)提出原子核的磁性质理论,1936年拉比(Rabi)等发现核磁共振和1945年佩舍尔(Purcell)和布洛赫(Bloch)分别发现核磁共振吸收后的一段时期内,核磁共振(NMR)只是物理学家们研究核磁性质的一种有力工具。但从1950年人们认识到同一种磁性核由于所处化学环境不同而其共振频率稍有差异,亦即发现化学位移以后,NMR引起了化学家的兴趣和广泛应用,因而促进了NMR谱仪的实验技术和解谱理论的发展。到七十年代,由于电子     

固体催化剂的研究方法分析电子显微镜(下)

4　应用实例近期分析电子显微镜 (ＡＥＭ )技术快速发展 ,在分辨率、灵敏度、操作范围、分析速率等方面都有显著地改进和提高。这些都会增加ＡＥＭ在催化剂表征中的有效性 ,将更好地理解催化剂结构、组成和活性的关系 ;将使催化剂性能的设计和优化有新的突破。当然催化剂表征最终目标将是开发“原位表征技术” ,真实地反映在催化过程中的催化剂表面状态及性质 ,说明催化反应机理 ,使“催化”愈来愈接近“可预测科学”。至今催化剂原位表征技术虽还没有普遍实施 ,但它是催化科学和工程诸多领域的重要课题之一[5 6 ]。各种催化剂表征的方法都…     

催化剂研究方法(ⅩⅤ)——第十章 核磁共振在催化研究中的应用(下)

<正> 三、应用实例核磁共振技术在催化研究中大致可分为如下三类: 1) 对催化剂(固体和液体)的组成和结构方面的特殊问题进行考察:如氟化、表面酸性或OH根的量、排列、分布性质,钠、铝、钒等金属离子、原子的位置、分布等等。 2) 探测吸附态性质:如吸附分子在表面的活动性,取向和它与固体表面的相互作用情况。 3) 阐明反应机理。如烯烃或甲醇在一些分子筛催化剂上的异构化和分裂,烯烃的醛化等,兹举例说明。 1.~1H-NMR ~1H核磁共振谱用于研究γ-Al_2O_3上甲胺的吸附态。     

催化剂研究方法(Ⅺ)——第八章 常规磁方法(磁天平)在催化研究中的应用

<正> 化工生产中所需要的一些重要催化剂,如Ni,Pd,Pt,MnO_2,Cr_2O_3,和Fe等,皆具有特征的磁学性质。其原因是,这些催化剂的活性皆与其d能带有关,而后者又往往成为磁学特性的决定性因素。三十年前,Maxted所列举的数据(见表1)现在看来仍保持其说服力。从表1可见,催化活性与催化剂的磁化率之间的规律性是一目了然的。因此,有理由认为,常规磁方法乃是研究催化剂的结构、价态以及其他与电子构型有关的诸问题的手段之一。应用常规磁方法进行催化研究的优点是设备较简单,只需磁天平或磁通计,操作也较易,对于无定形态的组份和工业用催化剂样品仍有效,所得结论较直     

催化剂研究方法(Ⅶ)——第五章 X射线衍射分析在催化剂研究中的应用

<正> X射线衍射分析用于催化剂研究已经有五十余年的历史,近年来由于X射线仪的新发展以及电子计算机技术的应用,使X射线衍射成为研究催化剂的一种不可缺少的手段。用X射线衍射方法可以取得许多有关催化剂结构特征方面的信息,包括物相组成、晶体类型、晶格参数、晶格变形、晶粒大小与分散度等晶体结构特征。研究催化剂的晶体结构特征也是研究其化学特性的一种必要的补充。     

催化剂研究方法(XX)——第十三章 电子能谱在多相催化研究中的应用(下)

<正> 5.失活和中毒机理分析工业催化剂使用一段时间之后就要再生,再生后,催化剂还有一定寿命。随着使用时间的增加,活性逐步下降,最后失活。催化剂为什么会失活?电子能谱技术是提供这方面研究的一种重要手段。 (1)汽油加氢一段催化剂Pd/Al_2O_3 此催化剂使用寿命为两年,但使用一段时间后活性下降,用高压蒸汽冲洗后活性稍有好转,但几个月后,高压蒸汽冲洗多次也没有用,完全失活了。XPS分析给出图13。它表明:a.活性下降的催化剂,表面含炭量比新鲜催化剂几乎     

催化剂研究方法(ⅩⅤ)——第十一章 红外光谱在催化研究中的应用(上)

<正> 一、序言一般认为催化反应过程是通过反应物吸附在表面上、被吸附分子或者同另一被吸附分子反应或者同由另一相来的分子反应最后产物脱附使表面再生。过去,对大多数催化过程的研究和控制是通过经验方法达到的。是从反应物、产物和动力学观察来推论表面中间物,以此来阐明反应机理[活性、选择性、寿命∞ f(温度、压力、反应物组成、催化剂配方、比表面、孔结构)]。虽然这些方法可以获得许多重要信息和对催化作用深入的理解,但是由于没有确切的有关     

催化剂研究方法(ⅹ)——第七章 热分析在催化研究中的应用(下)

<正> 四、热分析技术在催化研究中的应用 (一) 评选催化剂活性评选催化剂是催化研究中最繁重的工作,日前在很大程度上还是依靠经验和大量实践,为改变这种状态很早就有人用热分析技术。 1957年R.L Stone等人为克服D+L方法测定活性速度慢的缺点,采用了流动态差热分析法,可在五分钟内完成其活性测定。该法是以催化剂与参考物质对某种活性气体的化学吸附所产生的温差为其评选催化剂的依据。实验时将催化剂和参考物质分别放入样品池和参考池,先通惰性气体N_2,然后切换活性气体。此时由     

催化剂研究方法(Ⅳ) 第三章 多相催化反应动力学(上)

<正> (一)导言 1.1 多相催化动力学的内涵化学动力学是研究一个化学物种转化为另一物种的速率和机理的分支学科。这里所说化学物种包括各种分子、原子、离子和基团在内。对一般多相催化来说,常只涉及分子和原子。所谓速率是指单位时间及单位反应空间(包括催化剂量)内某一作用物消耗或某一产物生成的质量,     

催化剂研究方法(Ⅴ) 第三章 多相催化反应动力学(下)

<正> (五) 多相催化过程中的物理传输 5.1 引论从本章开始将讲到作用物要到达催化表面,或产物要从表面到达流体的体相,都要经历相间扩散和粒内扩散等物理传输过程。要克服这些物理过程的阻力以进行物质传输,在跨越包围着催化颗粒外表面的流体膜两侧和外表面与颗粒内部之间都得有一定的浓度差作为推动力。在第三节中提到通过吸附等温方程使反应速率得以不用表面吸附浓度而用与催化表面相接触的气相浓度表达之。但后者并不一定等于该物种在流体体相中的浓度,而这一体相浓度才是可以测量的,或在科学实验和物质生产中可以规定的。忽视这种浓度梯度的存在,把不同场合的浓度等     

(八)催化剂

<正> 一、概况全世界的催化剂市场,已接近25亿美元,由于制造催化剂往往需要用价昂的金属,因此化学工业正在极力开发少用催化剂的工艺,由此推断,催化剂行业的发展将趋向缓慢。生产厂之间的竞争将更加激烈,甚至有的厂家将被追掉队。二、美国的市场动向 1980年美国的催化剂销售额达到13.6亿美元.按使用催化剂的工艺过程来划分,可     

固体催化剂的研究方法 第一章 催化剂的宏观物性测定(下)

3．5压系法3．5．亚基本原理压汞（孔率）法是用于介孔分析仅次于物理吸附法的主要试验技术，更是大孔分析的首选试验方法。其基本原理基于非润湿毛细原理推出的Washburu方程，试验测量外压力作用下进人脱气处理后固体孔空间的进汞量，再换算为不同孔尺寸的孔体积、表面积。换算依据Y0uflg－DUper方程，使dV的汞进入固体需要作功与形成汞一固体界面面积S的需功关联，得到公式（l互）［125PndV＝ytcossds（101）不同外压力段积分后，得到式问02）式（102）中所以总表面积yL是汞一固体表面张力，0为接触角。进汞量对孔半径厂做分dV／dr（…     

催化剂研究方法(Ⅻ)——第九章 电子顺磁共振在催化研究中的应用(上)

<正> 一、电子顺磁共振的基本原理 1.概述波长从1cm到10~4cm这段电磁波称为射频波谱区;对各种物质在这个区域内发生吸收能量的研究称之为射频波谱学。现代射频波谱学中最感兴趣的是在适当磁场中顺磁性物质的电子能级的分裂和跃迁。当物质受到磁场作用时发生磁化,磁化强度(M)     

催化剂研究方法(ⅩⅢ)——第九章 电子顺磁共振在催化研究中的应用(下)

<正> 三、电子顺磁共振在催化研究中的应用 1.反应中间物的鉴定铜~(2+)-吡啶(PY)体系是催化苯酚类、苯胺类和炔类氧化偶联反应的一种优良氧化催化剂,Hecht等指出Cu(PY)_4~(2+)络合体系具有D_(4h)对称性,四个吡啶的四个氮原子与中心铜~(2+)的键合具有一定的共价键的性质。室温下其EPR谱如图14所示,在乙醇中77°K时的EPR谱如图15所示。由图14可以看出,EPR波谱表现出轴对称性的