金属氧化物催化剂汇总课件

Catalysis

Chemistry16.

过渡金属氧化物催化剂及其催化作用26.1

催化剂的应用345主要 化氧化还原性反应化剂主要是过渡族元素

IV

B～VIII

B和IB、

IIB副族元素的氧化物。而且 化剂多由两种或多种氧化物组成。这些氧化物具有半导体性质，所以又称氧化物 化剂为半导体 化剂。为什么这些氧化物能用于氧化还原型 化反应呢？66.2

过渡金属氧化物催化剂的电子特性金属氧化物中金属阳离子的d电子容易失去或得到电子过渡金属氧化物多具有半导体性质76.3

Theory

of

semiconductor

energybelt6.3.1 Energybelt2个Na+N个Na2×3S1N×3S1Back85-10eV90.2-3eV6.3.2

半导体分类Ef

费米能级（最高占有与最低未占轨道中间），电子平均位能

逸出功=最高未占轨道能量-Ef10116.4

半导体的形成ZnO中Zn过量，它存在于晶体内间隙处，Zn+束缚一个e，以保持中性。Zn+e

is

called

donorZn2+

O2-

Zn2+

O2-

Zn2+

O2-O2-

Zn2+

O2-

Zn2+

O2-

Zn2+Zn2+

O2-

Zn2+

O2-

Zn2+

O2-n

type（1）含有过量金属原子的非化学计量化合物12（2）用高价离子取代晶格中正离子（3）通过向氧化物晶格间隙掺入电负性小的杂质原子13Li

+

Zn

2+

Li+

+

Zn+NiO中Ni缺位。Ni3+≡

Ni2++⊕acceptorNi2+

O2-

Ni2+

O2-

Ni2+

O2-O2-

Ni2+

O2-

O2-

Ni2+Ni2+

O2-

Ni2+

+⊕

O2-

Ni2+

+⊕

O2-O2-

Ni2+

O2-

Ni2+

O2-

Ni2+P

type正离子缺位的非化学计量的氧化物14（2）用低价正离子取代（3）向晶格掺入电负性大的间隙原子15F

+

Ni2+

F-

+

Ni3+6.5

Adsorption

and

Reaction

on

MetalOxideBackOn

n-

typeAdsorption16吸附氧(O2-)吸量很小,且使电导率下降。吸附氢(H+)吸量大,且使导电率升高.Reaction[加氢，脱氢]6.5.2

On

p-type吸附氧(O2-)吸量大,且使电导率升高。吸附氢(H+)吸量小,且使导电率下降.Adsorption17Reaction[氧化]6.5.3

吸附态分子带电情况186.6

氧化物催化剂的半导体机理（吸附氧参与）192N2OMO2N2

+

O2MechanismActivity:

p

>

n.

Explain

υ①

>>

υ②

or

υ③例如：20P导带能级<N导带能级而②，③是慢步骤，P导带易接受O-

电子，加速了反应。pn216.7 Oxygen

species

andtheirfunction①O2

,O

是强亲电反应物，导致完全氧化。-

-②O2-（晶格氧）是亲核试剂，没有氧化性质，用于选择氢化。226.8酒精测试仪可以对气体中酒精含量进行检测的设备有五种

基本类型，即：燃料电池

型（电化学）、半导体型、红外线型、气体色谱分析

型、比色型。但由于价格

和使用方便的原因，目前

常用的只有燃料电池型（电化学型）和半导体型两

种。232）

N型半导体氧化物型酒精测试仪24ZnO，SnO2等酒精

+

O2=

CO2+

H2O燃料电池酒精传感器2)

交警用酒精检测仪燃料电池是当前全世界都在广泛研究的环保型能源，它可以直接把可燃气体转变成电能，而不产生污染，酒精传感器只是燃料电池的一个分支。燃料电池酒精传感器采用贵金属白金作为电极，在燃烧室内充满特种催化剂，使进入燃烧室内的酒精充分燃烧转变为电能，也就是在两个电极上产生电压，电能消耗在外接负载上，此电压与进入燃烧室内气体的酒精浓度成正比。与半导体型相比，燃料电池型呼气酒精测试仪具有稳定性好，精度高，抗干扰性好的优点。