第五章第一节 气-固催化反应的本征动力学.ppt

一、气-固催化反应的本征动力学
1、多相催化作用
催化反应
均相催化:
多相催化:
反应在同一相中进行称为均相催化
比如:脱水、水合、酯的水解等
反应在两界面上进行称为多相催化
比如:甲醇的合成
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要求催化剂具备一定的活性、选择性高、寿命长。
固体催化剂由三部分组成:主催化剂、助催化剂和载体
气-固催化反应的步骤
i)反应物从气相主体扩散到催化剂的外表面(外扩散)
ii)反应物从催化剂的外表面向内部扩散(内扩散)
iii)反应物在催化剂的表面上被吸附(吸附)
iv)吸附的反应物转化为反应的生成物(表面反应)
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v)反应的生成物从催化剂的表面上脱附下来(脱附)
vi)产物由内表面扩散到外表面(反向内扩散)
vii)产物由外表面扩散到气相主体(反向外扩散)
宏观速率:
整个反应过程的速率
反应速率
本征动力学:
排除内外扩散影响的速率
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2、吸附与脱附
1)兰格缪尔模型Langmuir型
假定:
①催化剂表面各处的吸附能力是均一的,即均匀表面
②被吸附分子间的作用力可略去不计(无作用力)
③单分子吸附
④吸附的机理均相同。
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吸附速率为:
脱附速率为:
当吸附达到平衡时:
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——理想吸附等温线方程
对于弱吸附,
——吸附平衡常数
对于强吸附,
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当多种物质同时被吸附时,每种分子的覆盖率
则未覆盖率为:
(无解离时)
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当被吸附的分子发生解离现象时
吸附速率和脱附速率分别为:
吸附平衡时:
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2)Freundlich 弗列得利希模型(经验型)
吸附速率:
脱附速率:
平衡时:
适用于低覆盖率的情况
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3)焦姆金模型(Temkin型)
吸附和脱附速率分别为:
其中:
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