第四章金属催化剂new要点

第四章金属催化剂及其催化作用4.1 金属催化剂的应用及其特性4.1.1 金属催化剂概述及应用金属催化剂是一类重要的工业催化剂。

主要包括块状催化剂，如电解银催化剂、融铁催化剂、铂网催化剂等；分散或者负载型的金属催化剂，如Pt-Re/-Al2O3重整催化剂，Ni/Al2O3加氢催化剂等；4.1.2 金属催化剂的特性几乎所有的金属催化剂都是过渡金属，这与金属的结构、表面化学键有关。

过渡金属能级中都含有未成对电子，在物理性质中表现出具有强的顺磁性或铁磁性，在化学吸附过程中，这些d电子可与被吸附物中的s电子或p电子配对，发生化学吸附，生成表面中间物种，从而使吸附分子活化。

金属适合于作哪种类型的催化剂，要看其对反应物的相容性。

发生催化反应时，催化剂与反应物要相互作用。

除表面外，不深入到体内，此即相容性。

如过渡金属是很好的加氢、脱氢催化剂，因为H2很容易在其表面吸附，反应不进行到表层以下。

但只有“贵金属”（Pd、Pt，也有Ag）可作氧化反应催化剂，因为它们在相应温度下能抗拒氧化。

故对金属催化剂的深入认识，要了解其吸附性能和化学键特性。

4.2 金属催化剂的化学吸附4.2.1 金属的电子组态与气体吸附能力间的关系不同的金属催化剂的化学吸附能力取决于各种因素，包括金属化学性质、气体化学性质、金属结构、吸附条件等等，见表4－3。

1 具有未结合d电子的金属催化剂容易产生化学吸附2 电子云重叠少，吸附弱；电子云重叠多，吸附强。

3 气体的化学性质越活泼，化学吸附越容易。

4 吸附条件也有一定影响。

低温有利于物理吸附，高温有利于化学吸附（但不能太高，否则TPD怎么做？）。

压力增加对物理吸附和化学吸附都有利。

4.2.2 金属催化剂的化学吸附与催化性能的关系金属催化剂催化活化的过程可以看成是化学吸附的过程，化学吸附的状态与金属催化剂的逸出功及反应物气体的电离势有关。

1 电子逸出功：将电子从金属催化剂中移到外界所需的最小功，或电子脱离金属表面所需的最低能量。

第四章金属催化剂及其催化作用1、金属催化剂的应用及其特性1）金属催化剂的应用金属催化剂：指催化剂的活性组分是纯金属或者合金纯金属催化剂：指活性组分只由一种金属原子组成，这种催化剂可单独使用，也可负载在载体上合金催化剂：指活性组分由两种或两种以上金属原子组成2）金属催化剂的特性常用的金属催化剂的元素是d区元素，即过渡元素（ⅠB、ⅥB、ⅦB、Ⅷ族元素）金属催化剂可提供的各种各样的高密度吸附反应中心2、金属催化剂的化学吸附1）金属的电子组态与气体吸附能力间的关系（1）金属催化剂化学吸附能力取决于金属和气体分子的化学性质，结构及吸附条件（2）具有未结合d电子的金属催化剂容易产生化学吸附（3）价键理论：不同过渡金属元素的未结合d电子数不同，他们产生化学吸附的能力不同，其催化性能也不同（4）配位场理论：金属表面原子核体相原子不同，裸露的表面原子与周围配位的原子数比体相中少，表面原子处于配位价键不饱和状态，他可以利用配位不饱和的杂化轨道与被吸附分子产生化学吸附。

（5）吸附条件对进水催化剂的吸附的影响：低温有利于物理吸附，高温有利于化学吸附高压有利于物理吸附，也有利于化学吸附2）金属催化剂的化学吸附与催化性能的关系（1）金属催化剂的电子逸出功（脱出功）定义：将电子从金属催化剂汇中移到外界（通常是真空环境中）所需做的最小功，或者说电子脱离金属表面所需要的最低能量符号：Φ，在金属能带图中表现为最高空能级与能带中最高填充电子能级的能量差意义：其大小代表金属失去电子的难易程度或说电子脱离金属表面的难易（2）反应物分子的电离势定义：指反应物分子将电子从反应物中移到外界所需的最小功，用I表示。

意义：其大小代表反应物分子失去电子的难易程度。

电离能：激发时所需的最小能量（3）化学吸附键和吸附状态①当Φ>I时，电子将从反应物分子向金属催化剂表面专业，反应物分子变成吸附在金属催化剂表面上的正离子。

反应物分子与催化剂活性中心吸附形成离子键，它的强弱程度决定于Φ与I的相对值，两者相差越大，离子键越强。

催化材料知识点总结初中
催化材料的种类繁多，常见的催化材料包括金属氧化物、金属催化剂、贵金属催化剂、过渡金属氧化物和非金属催化剂等。

这些催化材料具有不同的特性和应用范围，可以用于不同的化学反应。

催化材料的性能主要取决于其物化特性和微观结构，通常需要经过催化剂活性、选择性、稳定性等性能测试来进行评价。

在催化材料的应用中，除了选择适合的催化剂外，还需要考虑催化剂的载体、反应条件、反应机理等因素。

催化剂的载体可以影响催化反应的速率和选择性，反应条件包括温度、压力、反应物质浓度等，反应机理可以帮助理解催化反应的机制，优化反应条件。

总的来说，催化材料是一种非常重要的功能材料，对于工业生产、环境保护和能源领域都具有重要意义。

随着科技的不断进步，催化材料的研究也在不断发展，未来有望出现更加高效、环保、节能的催化材料，为人类社会的可持续发展做出更大的贡献。

贵金属催化剂的研究及应用第一章前言贵金属催化剂是指以贵金属为基本成分的催化剂。

贵金属催化剂的研究及应用，是催化化学领域的一个重要研究方向。

贵金属催化剂具有催化活性高、催化效率高、稳定性好、寿命长等优点，在生产和研究领域中具有广泛的应用前景。

第二章贵金属催化剂的研究贵金属催化剂的研究主要包括以下几个方面：1.贵金属催化剂的合成贵金属催化剂的制备方法主要包括物理方法和化学方法。

物理方法包括凝胶法、沉淀法、溶胶-凝胶法、蒸发量法等；化学方法包括共沉淀法、还原法、溶胶-凝胶法等。

2.贵金属催化剂的性质表征贵金属催化剂的性质表征主要包括分子结构、化学组成、晶体结构、表面形貌和表面性质等方面。

表征方法主要包括透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、氧化还原循环法(CV)等。

3.贵金属催化剂的催化性能测试贵金属催化剂的催化性能测试是指对催化剂进行的反应活性、选择性、稳定性等方面测试，以及对催化剂特性的结构-性能关系进行研究。

催化剂的测试方法主要包括流动反应器、固定床反应器、动态稳态法、微反系统等。

第三章贵金属催化剂的应用在生产和研究过程中，贵金属催化剂的应用领域非常广泛，如下所示：1.有机合成贵金属催化剂在有机合成领域中得到了广泛应用。

贵金属催化剂可以用于碳碳键和碳氮键的形成，如烯烃加成、环化反应、羰基化合物的加成和还原等。

2.医药领域贵金属催化剂在医药领域中得到了广泛应用。

贵金属催化剂可以用于制备化合物复杂、结构新颖的药物分子，如以金和铑催化合成含有C-C’键、C-N键和C-O键的天然产物和人工合成的化合物。

3.环保领域贵金属催化剂在环保领域中得到了广泛应用。

贵金属催化剂可以用于VOC的催化氧化、尾气处理、废水处理等。

在VOC的催化氧化中，铂基催化剂具有良好的催化活性和稳定性。

第四章总结贵金属催化剂在生产和研究过程中具有广泛的应用前景。

贵金属催化剂的研究主要包括贵金属催化剂的合成、性质表征和催化性能测试等方面；贵金属催化剂的应用包括有机合成、医药领域和环保领域等。