贵金属催化讲义.ppt

贵金属上的CH4催化氧化动力学测试陈明树了解通过学习和掌握真空技术的压力法测定催化反应动力学的原理和方法测定影响CH4催化氧化动力学的因素，研究了贵金属表面CH4的催化氧化反应的机理。 实验的目的，超高真空是表面研究的基础，许多表面科学实验需要超高真空(UHV:Ultrahighvacuum )，主要有两个原因：能够形成原子水平的清洁表面，有足够的时间维持这种清洁状态。 为了避免气相的散射，保证电子、离子相关的实验手段的进行。 真空技术，“真空”一词由拉丁语Vacuo翻译而成，意思是虚无。 其实真空必须理解为气体稀薄的空间。 在指定的空间内，低于一个大气压的气体状态统称为真空。 真空状态下的气体稀释度称为真空度，通常用压力值表示。 真空技术是基本的实验技术之一。 1643年特里切利(E.Torricelli )进行了着名的大气压力实验，发现真空现象后，真空技术发展迅速。 目前，真空技术已成为独立的前沿学科。 其基本内容包括真空物理、真空的获得、真空的测量和泄漏、真空系统的设计和计算等。 随着表面科学、空间科学高能粒子加速器、微电子、薄膜技术、冶金工业及材料学等尖端科学技术的发展，真空技术在现代尖端科学技术中变得越来越重要。 气体分子撞击表面分子流： m-molecular mass kg k-boltzmanconstant (=1. 38 x 10-23jk-1 ) t-temperature k =3. 1416、moleculesm-2s-1、超高真空的获得、离子泵、分子泵真空室、分子泵、机械泵催化反应、CH4催化氧化反应动力学基本原理、ch4o2=co2h2o ch4(g )=CHX (ads ) o2(g )=2o (ads ) CHX (ads ) o (ads ) co2(ads ) h2o (g ) h2o (ads ) rate=kchxo， 特别是在计量化学反应条件下(CO:O2=2:1 )，由于实验证明催化剂表面主要是CO的吸附，因此有b coco (1(bopo2)1/2(bopo2)1/2bcopcobcopco，但在本实验中，在不同的反应条件下将反应的级数设为Rate=kPCH4Po2压力法测定催化反应动力学原理，CH4O2=co2h2o1分子的CH4和2分子的O2对CH4氧化反应生成1分子生成物CO2和2分子的H2O，即随着反应的进行物质的量减少。 在封闭且一定体积的系统中进行反应时，随着反应的进行体系的压力减少，反应速度为Rate=1/3dPtotal/dt，典型的实验例、实验器具设备、温度测定、Pressure、P0、Time、14mm、1.5mm、0.275nm，Pd=0.275*0.275*3/2=0.06549nm2，=22.5mm2=2.25x1013nm2，催化剂表面Pd原子数=2x2.25x1013/0.06549=6.87x1014 (个)，在反应速度计算中，各催化剂活性中心的单位Pt=0.278*0.278*3/2=0.06693nm2，14cm，8cm，4.3cm，2.1cm， 容积=x(2.152x14.052x8)=231ml338ml压力1Torr的气体量n=PV/rt=133.3 x3.5x 10-4/(8. 314 x 98 )=1. 88 x 10-5 mol=1. 14 x 1019 (分子)，甲烷的每min的压力变化假定为1Torr (60*6.87x1014)=277(ch4分子.每秒.表面Pd原子)，测定反应速度计算、实验内容、CH4分压对反应速度的影响，测定反应级数，测定O2分压对反应速度的影响，测定反应级数，测定O210Torr、ch43336508、4、2、1， 0.5torr1333pa:06、533、266、133、67ch410.2torr、o2:8、4、2、1、0.5torr、3 .测定反应温度对反应速度的影响，测定反应活化能，rate=AE (-ea/rt ).PC H4 po2ln=ln(aphmh4po2)-ea/rt、CH410.2Torr、O2:16Torr(80100Torr )、真空获得反应器的容积的测定高纯度反应气体的制备催化剂样品的清洗处理； 测定CH4分压影响，测定57个地点O2分压的影响，测定57个地点温度的影响，处理5个地点不同的贵金属的影响数据。用实验步骤、思考