文档介绍：关于气固相催化反应本征动力学
*
第1页，讲稿共65张，创作于星期二
*
气固相催化过程及其特征
气固相：反应物和产物均为气相，催化剂为固相
反应过程（步骤）
固体催化剂的主要结构特征参数
1比表面积:Sg（m2/g）－单位质量催化剂所具有的表面积，BET法测定。一般为5~1000 m2/g
2 孔体积（孔容积）:Vg（m3/g）－单位质量催化剂所具有的微孔体积
3 固体密度（真密度）－不含微孔时的密度
4 颗粒密度（假密度）
5 颗粒孔隙率－微孔所占总体积的分率
6 孔径分布测定: 压***法－测大孔（即 r > 100~200 Å)
氮吸附法－测微孔（即 10~200 Å）
第13页，讲稿共65张，创作于星期二
*
实质：消除内外扩散影响、考察固体催化剂及与其接触的气体分子之间的化学反应动力学（反应物吸附过程、表面化学反应和产物脱附过程）
气固相催化反应本征动力学
1 吸附类别：物理吸附和化学吸附
※1 物理吸附特点
(A) 依靠范德华力（分子间引力），无明显选择性；
(B) 多层吸附；(C)  吸附热大致与被吸附组分的冷凝潜热相当 2~20 kJ/mol（~5 kcal/mol）
(D) 吸附与脱附能快速达到平衡（可逆），吸附量随温度升高而降低
化学吸附与脱附
第14页，讲稿共65张，创作于星期二
*
※2 化学吸附特点
(A) 由固体表面与吸附分子间的化学键力所致，形成吸附化学键，产生表面活化络合物；
(B) 多为单分子层吸附，吸附满后不再吸附（即吸附量有上限）；
(C) 吸附热与化学反应热相当（同一数量级）21~418 kJ/mol（5~100 kcal/mol）
(D) 随温度升高，吸附量增加
NOTE：（1）物理吸附不改变活化能，不是构成催化过程的主要原因；
（2）化学吸附因化学键的作用，使被吸附分子发生变化，更显活泼性，是多相催化过程的主要原因
第15页，讲稿共65张，创作于星期二
*
物理吸附
化学吸附
选择性
弱
强
吸附温度
通常低于
沸点温度
可高于沸点温度
吸附热
接近被吸附物的冷凝热
2~20 kJ/mol
~5 kcal/mol
接近化学反应热
21~418 kJ/mol
5~100 kcal/mol
第16页，讲稿共65张，创作于星期二
*
高温下以化学吸附为主
低温下以物理吸附为主
物理吸附
化学吸附
物理和化学吸附
第17页，讲稿共65张，创作于星期二
*
2 吸附与脱附过程描述
吸附过程：A +   A －活性中心
脱附过程：A  A + 
表面覆盖度（组分吸附速率）：

空位率：
单一组分吸附时：
多组分吸附时：
第18页，讲稿共65张，创作于星期二
*
3 影响吸附速率的因素
※1 与吸附分子对表面的碰撞数成正比　rapA
※2 与吸附分子碰撞在空吸附位（自由表面）上的几率成正比 raf(A)
※3 与吸附活化能成指数关系 raexp(-Ea/RT)
吸附速率 ra=kaoexp(-Ea/RT)pAV
若将吸附过程按常规的基元化学反应处理
则由A +   A得到
　　　　ra=kaoexp(-Ea/RT)pAV=ka pAV
第19页，讲稿共65张，创作于星期二
*
4 影响脱附速率的因素
※1 与表面覆盖度有关　rd f’(A)
※2 与脱附活化能成指数关系 rdexp(-Ed/RT)
脱附速率 rd=k’ f’(A) exp(-Ed/RT)
若将脱附过程按常规的基元化学反应处理
则由A  A + 得到
　　　　rd=kdoexp(-Ed/RT)A=kd A
第20页，讲稿共65张，创作于星期二
*
5 吸附与脱附动态平衡
吸附过程：A +   A
　　　　　ra=kaoexp(-Ea/RT)pAV=ka pAV
脱附过程：A  A + 
　　　　　rd=kdoexp(-Ed/RT)A=kd A
净吸附速率：r= ra – rd= ka pAV –kd A
= kaoexp(-Ea/RT)pAV –kdoexp(-Ed/RT)A
平衡时： r= 0  吸附平衡常数
第21页，讲稿共65张，