催化原理-吸附作用..
M+ X-
0K, 完美晶体
Frenkel defects
一个弗朗克缺陷是由一间隙离子(原子)和一个 缺位所组成的。是由晶格中的离子(原子)偏离了 正常位置而迁移到晶格间隙所造成的。
"for
his studies of chemical processes on solid surfaces".
Modern surface chemistry – fuel cells, artificial fertilizers and clean exhaust The Nobel Prize in Chemistry for 2007 is awarded for groundbreaking studies in surface chemistry. This science is important for the chemical industry and can help us to understand such varied processes as why iron rusts, how fuel cells function and how the catalysts in our cars work. Chemical reactions on catalytic surfaces play a vital role in many industrial operations, such as the production of artificial fertilizers. Surface chemistry can even explain the destruction of the ozone layer, as vital steps in the reaction actually take place on the surfaces of small crystals of ice in the stratosphere. The semiconductor industry is yet another area that depends on knowledge of surface chemistry.
吸附的重要性
吸附
脱附
吸/脱附(Adsorption)
吸附质
吸附剂
当气体与固体的清洁表面接触时,与固体表面发 生相互作用,气体分子在固体表面出现累积,其 浓度高于气相,这种现象叫吸附。
吸附和脱附的定义
吸附--某种物种的分子由于物理或化学的作用力 使附着或结合在两相的界面上(固-固的相界面除 外),从而使这种分子在两相界面上的浓度大于 体系的其它部分。 脱附——被吸附的分子在表面还有一定的热运动 和振动。当由于温度升高或其它因素,使吸附的 分子就会离开表面逸入外空间。这个过程叫脱附。
0K, 完美晶体
Schottky defects
对离子化合物, 缺陷是由阳离子缺位和阴离子缺位所组 成的,是成对出现的。原来的阴阳离子迁移到表面。
对金属, 缺陷是由金属原子缺位所造成的。
Frenkel defects
M+ XM+ XM+ XM+ XM+ XM+ XM+ XM+ XM+ XM+ XM+ XM+ XM+ XM+ XM+ XM+ XM+ XM+ M+ XM+ XM+ XM+ XXM+ XM+ XM+ XM+ XM+ XM+ XM+ XM+ XM+ XM+ XM+ M+ XM+
a x
z c b y
七大晶系
14种空间点阵
简单立方 面心立方 体心立方 简单六方
简单四方 体心四方
简单菱方 简单正交 底心正交 体心正交 面心正交
简单单斜 底心单斜 简单三斜
晶体缺陷
根据热力学第三定律,除了所处环境是 绝对零度外,所有物理体系都存在不同 程度的不规则分布,即熵不等于零。
肖特基缺陷 (Schottky defects) 弗朗克缺陷 (Frenkel defects)
杂质缺陷(extrinsic defects)
Schottky defects
M+ XM+ XM+ XM+ XM+ XM+ XM+ XM+ XM+ XM+ XM+ XM+ XM+ XM+ XM+ XM+ XM+ XM+ M+ XM+ XM+ XM+ XXM+ XM+ XM+ XM+ XM+ XM+ M+ XM+ XM+ XM+ XM+ XM+ XM+ M+ X-
什么是表面?
是体相的终止 对固体材料而言,表面与体相具有不同 的性质 表面化学(Surface Chemistry)或 表面科学(Surface Science)
Gerhard Ertl,The Nobel Prize in Chemistry 2007
Fritz-Haber-Institut der Max-Planck-Gesellschaft, Berlin, Germany
第二章 吸附作用
吸附作用
概述 物理吸附与化学吸附 吸附的位能曲线 吸附态与吸附化学键 吸附离子在表面上的运动 溢流效应
参考书:
催化化学导论,韩维屏,科学出版社, 2003年 表面化学与多相催化,吴清辉,化学工 业出版社,1991年
一、概述
为什么要研究吸附? 什么是吸附? 为什么会发生吸附?
晶体缺陷
点缺陷 (Point defects) 线缺陷 (Line defects),也叫位错(Dislocations)
面缺陷 (Plane defects)
电子缺陷(Electronic defects)
非化学比缺陷
复合缺陷(原子簇、剪切结构、超efects)
1、晶体
固体材料一般可分为晶态和非晶态两种,绝大 多数的催化剂是以晶态方式存在的。
晶体—是由大量的质点(原子,离子或分子)按空 间点阵有规则地排列而成的物质。晶体的最小 重复单位是晶胞。 点阵—是点在空间周期性的有规则的排列。
晶体结构 = 点阵 + 基元(晶胞)
晶胞可用三个长轴 a, b, c 和 , , 六 个参数来描述,按照 这六个参数不同的取 值组合存在7大晶系和 14种空间点阵。