第3章 1 气-固相催化反应动力学_第1页
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文档简介

第3章气-固相催化反应动力学主要内容气-固相催化反应1气-固相催化反应本征动力学2气-固相催化反应宏观动力学3第1节气-固相催化反应1气-固相催化反应概述固体催化剂的性质产生中间产物，改变反应途径，因而降低反应活化能和加速反应速率；不能改变平衡状态和反应热；必然同时加速正反应和逆反应的速率；具有选择性，使化学反应朝着期望的方向进行，抑制不需要的副反应。组成活性组分助催化剂载体活性组分活性组分的作用是催化作用，通常是金属或金属氧化物，例如铁、铜、铝及其氧化物；助催化剂助催化剂本身基本没有活性，但能够提高催化剂的活性、选择性和稳定性。载体载体的主要作用是承载活性组分和助催化剂，是负载活性组分和助催化剂的骨架。第1节气-固相催化反应固体催化剂内含有大小不等的孔道，形成相当大的内表面积。催化反应主要在内表面上进行。比表面积:单位质量颗粒所具有的内表面积,

Sg

m2/g孔容:单位质量颗粒内部的孔道的体积，VPcm3/g孔隙率:催化剂颗粒的孔容与颗粒的总体积之比，εP床层空隙率:床层中空隙体积与床层体积之比，εb第1节气-固相催化反应2固体催化剂的几个特征参数三种密度真密度g/cm3表观密度或假密度g/cm3堆密度或床层密度g/cm3第1节气-固相催化反应真密度-----苯置换法假密度-----汞置换法堆密度------???孔类型微孔孔半径<1nm中孔孔半径在1-25nm之间大孔孔半径>25nm第1节气-固相催化反应假密度和真密度计算的体积之差就是一定量固体催化剂颗粒内的孔体积或孔容VP空隙率εPA（g）

B（g）AB⑴⑹⑵⑺⑶⑷⑸cAgcBgcAScBS3气固相催化反应过程第1节气-固相催化反应反应物从气流主体扩散到催化剂颗粒的外表面----外扩散反应物从外表面向催化剂的孔道内部扩散----内扩散在催化剂内部孔道内组成的内表面上进行催化反应----化学反应产物从催化剂内表面扩散到外表面----内扩散产物从外表面扩散到气流主体----外扩散多孔催化剂上进行的气固相催化反应第1节气-固相催化反应1吸附等温方程设气体A在催化剂内表面上被吸附。化学吸附是一个可逆过程，可表示为：

ra是吸附速率，rd是脱附速率，净吸附速率为

r=ra－rd第2节气－固相催化反应本征动力学*影响吸附速率的因素（1）单位表面上的气体分子碰撞数在单位时间内碰撞次数越多，被吸附的可能越大。碰撞次数与A的分压pA有关。由气体分子运动论：

吸附速率与分压成正比第2节气－固相催化反应本征动力学（2）吸附活化能Ea

只有能量超过Ea的分子才有可能被吸附，这种分子占总分子数的分率为（3）表面覆盖率θA

θA表示已被组分A覆盖的活性位占活性位总数的分率。反应物分子与与催化剂表面碰撞时，只有一小部分才能碰上空着的活性位，碰撞概率为

吸附速率第2节气－固相催化反应本征动力学*影响脱附速率的因素（1）表面覆盖率当越大，则脱附机率就越大。（

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