催化剂的表面吸附和孔内扩散1.ppt

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1、第第2章章 催化剂的表面吸附和孔内扩散催化剂的表面吸附和孔内扩散上一章主要回顾上一章主要回顾吸附与催化作用吸附与催化作用主要内容主要内容物理吸附与化学吸附物理吸附与化学吸附1化学吸附类型和化学吸附态化学吸附类型和化学吸附态2吸附平衡与等温方程吸附平衡与等温方程3催化剂表面的测定催化剂表面的测定4催化剂的孔结构和孔内扩散催化剂的孔结构和孔内扩散5吸附平衡与吸附量吸附平衡（adsorption equilibrium）Adsorption DesorptionTo solid surfaceTo gas phase吸附量（quantity of adsorption）(1)单位质量的吸附剂所吸附气

2、体的体积(2)单位质量的吸附剂所吸附气体物质的量对于一定的吸附剂与吸附质的系统，达到吸附平衡时，吸附量是温度和吸附质压力的函数，即：通常固定一个变量，求出另外两个变量之间的关系，例如：(1)T=常数，q=f(p)，称为吸附等温式(2)p=常数，q=f(T)，称为吸附等压式(3)q=常数，p=f(T)，称为吸附等量式吸附量与温度、压力的关系物质尤其指气体或液体与固体之间的吸附可分为物理吸附和化学吸附2.1.1 物理吸附和化学吸附物理吸附和化学吸附(Physical adsorption and Chemical adsorption)v物理吸附的特点：没有选择性，可以多层吸附，物理吸附的特点：没

3、有选择性，可以多层吸附，吸附前后，被吸附分子变化不大，吸附过程类吸附前后，被吸附分子变化不大，吸附过程类似于凝聚和液化过程。似于凝聚和液化过程。v化学吸附的特点：有选择性，只能单层吸附，化学吸附的特点：有选择性，只能单层吸附，吸附过程中有电子共享或电子转移，有化学键吸附过程中有电子共享或电子转移，有化学键的变化电子云重新分布，分子结构的变化。的变化电子云重新分布，分子结构的变化。物理吸附和化学吸附区别物理吸附物理吸附化学吸附化学吸附吸附力吸附力范德华力范德华力化学键力化学键力吸附质吸附质处于临界温度以下的处于临界温度以下的所有气体所有气体化学活性蒸气化学活性蒸气吸附速率吸附速率不需活化不需活化

4、,受扩散控制受扩散控制,速率快速率快需经活化需经活化,克服能垒克服能垒,速速率慢率慢吸附热吸附热2040kJ/mol40400kJ/mol活化能活化能凝聚热凝聚热化学吸附热化学吸附热温度温度接近气体沸点接近气体沸点高于气体沸点高于气体沸点选择性选择性无选择性无选择性有选择性有选择性吸附层数吸附层数多层多层单层单层可逆性可逆性可逆可逆可逆或不可逆可逆或不可逆吸附态光谱吸附态光谱吸收峰的强度变化或吸收峰的强度变化或波数偏移波数偏移出现新的特征吸收峰出现新的特征吸收峰金属表面示意图 化学吸附的本质是形成了化学键:固体表面上的原子或离子与内部不同，它们还有空余的成键能力或存在着剩余的价力，可以与吸附物

5、分子形成化学键。因而吸附是单分子层的。离子型晶体的表面示意图 氢分子在Ni表面由物理吸附转为化学吸附示意图 1、物理吸附;2、化学吸附3、化学脱附；4、化学脱附后往往不会按原路返回。温度对物理化学吸附的影响温度对物理化学吸附的影响2.1.2 化学吸附位能化学吸附位能(Chemical adsorption potential)化学吸附的位能图（示意图）初态终态（即吸附态）物理吸附化学吸附转变的位能示意图 2.1.4.吸附在多相催化中的作用吸附在多相催化中的作用物理吸附与化学吸附物理吸附与化学吸附1化学吸附类型和化学吸附态化学吸附类型和化学吸附态2吸附平衡与等温方程吸附平衡与等温方程3催化剂表面

6、的测定催化剂表面的测定4催化剂的孔结构和孔内扩散催化剂的孔结构和孔内扩散52.2.1.吸附类型吸附类型A.活化吸附与非活化吸附活化吸附与非活化吸附活化吸附：气体分子活化吸附时活化吸附：气体分子活化吸附时需要加外加能量需要加外加能量非活化吸附：气体分子活化吸附时非活化吸附：气体分子活化吸附时不需要加外加能量不需要加外加能量不同气体在不同金属表面的活化吸附与非活化吸附不同气体在不同金属表面的活化吸附与非活化吸附B.均匀吸附与非均匀吸附均匀吸附与非均匀吸附均匀吸附：表面活性中心能量分布一致均匀吸附：表面活性中心能量分布一致非均匀吸附：表面活性中心能量不一样非均匀吸附：表面活性中心能量不一样C.解离吸

7、附与缔合吸附解离吸附与缔合吸附解离吸附解离吸附：表面被吸附分子吸附时化学键断裂：表面被吸附分子吸附时化学键断裂缔合吸附缔合吸附：具有电子或孤对电子的被吸附分子：具有电子或孤对电子的被吸附分子不必发生化学键的断裂，这种化学吸附称缔合不必发生化学键的断裂，这种化学吸附称缔合吸附吸附解离吸附解离吸附:缔合吸附缔合吸附:H2+2M2HMCH4+2M CH3M HM缔合与解离吸附并存缔合与解离吸附并存:吸附强度规律吸附强度规律:炔烃炔烃 双烯烃双烯烃 烯烃烯烃 烷烃烷烃O2 C2H2 C2H4 CO H2 CO2 N22.2.2.化学吸附态化学吸附态吸附态：分子或原子在催化剂表面吸附时的吸附态：分子或原

8、子在催化剂表面吸附时的化化学状态、电子结构及几何构型学状态、电子结构及几何构型实验方法实验方法：红外光谱红外光谱俄歇电子能谱俄歇电子能谱低能电子衍射谱低能电子衍射谱高分辨电子能量损失谱高分辨电子能量损失谱X-射线光电能谱射线光电能谱紫外光电子能谱紫外光电子能谱表观电位能谱表观电位能谱场离子发射及质谱场离子发射及质谱闪脱附技术等闪脱附技术等1 1、金属表面金属表面(发生均裂发生均裂)2 2、金属氧化物表面金属氧化物表面(发生异裂发生异裂)一、氢的化学吸附态1、金属表面金属表面 吸附过程相对比较复杂，一般会吸附过程相对比较复杂，一般会发生氧化作用发生氧化作用直直至体相。而对于一些只在至体相。而对于

9、一些只在表面形成氧化层表面形成氧化层（如（如W）对对于金属银的吸附可以认为是在表面于金属银的吸附可以认为是在表面形成自由基形成自由基（O2、O）也有认为形成了（也有认为形成了（O2-、O-）2、金属氧化物表面金属氧化物表面 呈现呈现多种吸附态多种吸附态，即电中性的分子氧、带负电，即电中性的分子氧、带负电荷的离子氧（荷的离子氧（O2-，O-，O2-）二、氧的化学吸附态1 1、金属催化剂表面金属催化剂表面(直线性和桥型直线性和桥型)C-O伸缩振动伸缩振动IR数据：数据：直线型直线型 频率频率 2000 cm-1；桥型桥型 频率频率1900 cm-1三、一氧化碳的化学吸附态2 2、金属氧化物金属氧化

10、物该吸附是不可逆的，以形式与金属离子结合的（IR:2200cm-1）COCO在Pt100面上化学吸附时的几何构型（直线型，上；桥型，下）。1 1、金属表面金属表面 既能发生缔合吸附也能发生解离吸附。这主要取决于温度、氢的分压和金属表面是束吸附氢等吸附条件。如乙烯在预吸附氢的金属表面上发生型（如在Ni111面）和型（如在Pt100面两缔合吸附）。四、烯烃的化学吸附态烯烃与面心立方金属100晶面原子成键类型。2 2、金属氧化物表面金属氧化物表面 B、比在金属上的化学吸附要弱（主要是金属离子的电子反馈能力比金属弱）。A、烯烃作为电子给体吸附在正离子上。C、烯烃的各种吸附态在一定条件下可以相互转化。能

11、发生双键异构化、顺反异构化、氢同位素交换等反应。1 1、金属表面金属表面五、炔烃的化学吸附态2 2、金属氧化物表面金属氧化物表面1 1、金属表面金属表面六、苯的化学吸附态2 2、酸性金属氧化物表面酸性金属氧化物表面化学吸附态为烷基芳烃碳正离子，可以进行异化学吸附态为烷基芳烃碳正离子，可以进行异构化、歧化、烷基转移等反应构化、歧化、烷基转移等反应物理吸附与化学吸附物理吸附与化学吸附1化学吸附类型和化学吸附态化学吸附类型和化学吸附态2吸附平衡与等温方程吸附平衡与等温方程3催化剂表面的测定催化剂表面的测定4催化剂的孔结构和孔内扩散催化剂的孔结构和孔内扩散5本次课内容吸附等温线吸附等温线(实验室成果实

12、验室成果)吸附等温方程吸附等温方程要要求求掌握简单的掌握简单的Langmuir(朗格缪尔朗格缪尔)吸附等温式吸附等温式 了解吸附等温线类型了解吸附等温线类型掌握一些基本概念掌握一些基本概念(如滞后环如滞后环)和和II型型,IV型等温线特点型等温线特点了解非理想的吸附等温式了解非理想的吸附等温式程序升温脱附技术程序升温脱附技术(实例实例)吸附速率与脱附速率吸附速率与脱附速率掌握掌握BET多层吸附公式多层吸附公式习题习题了解了解Elovich叶洛维奇和管孝男吸附速率方程叶洛维奇和管孝男吸附速率方程 吸附等温式：吸附等温式：对对于于给给定定的的物物系系，在在温温度度恒恒定定和和达达到到吸吸附附平平衡

13、衡的的条条件件下下，吸吸附附量量与与压压力力的的关关系系称称为为吸吸附附等等温温式式或或吸吸附附平衡式，绘制成的曲线称为吸附等温线平衡式，绘制成的曲线称为吸附等温线 2.3.1等温吸附平衡等温吸附平衡 当当吸吸附附过过程程进进行行的的速速率率与与脱脱附附过过程程进进行行的的速速率率相相等等时时，表表面面上上气气体体的的浓浓度度维维持持不不变变，这这样样的的状状态态称称为为吸吸附平衡附平衡吸吸附附平平衡衡与与温温度度、压压力力、吸吸附附剂剂的的性性质质和和吸吸附附质质的的性性质有关质有关吸吸附附平平衡衡有有三三种种：等等温温吸吸附附平平衡衡，等等压压吸吸附附平平衡衡和和等等量吸附平衡量吸附平衡

14、2.3吸附平衡与等温方程吸附平衡与等温方程I型等温线又叫做型等温线又叫做Langmuir等温线，曲线的平等温线，曲线的平台部分早先解释为单分子层吸附达到饱和。台部分早先解释为单分子层吸附达到饱和。这种类型的等温线对非孔性吸附剂极为少见，这种类型的等温线对非孔性吸附剂极为少见，却对含有甚小孔的一些物质，如某些活性炭，却对含有甚小孔的一些物质，如某些活性炭，硅胶及沸石等，是很通常的。硅胶及沸石等，是很通常的。这些物质，现在一般认为，平台可能对应的这些物质，现在一般认为，平台可能对应的是吸附剂的小孔完全被凝聚液充满，而不是单是吸附剂的小孔完全被凝聚液充满，而不是单层吸附的饱和层吸附的饱和II型等温线

15、有时称为型等温线有时称为S型等温线，在低型等温线，在低P/P0区区都有拐点都有拐点B相当于单分子层吸附的完成相当于单分子层吸附的完成 这种类型等温线在吸附孔径大于这种类型等温线在吸附孔径大于20nm时常遇到时常遇到 在低在低P/P0区，曲线凸向上或凸向下，反映了吸区，曲线凸向上或凸向下，反映了吸附质与吸附剂相互作用的强弱附质与吸附剂相互作用的强弱 2.3.2 吸附等温线类型III型等温线，在整个压力范围内凸向下，曲线型等温线，在整个压力范围内凸向下，曲线没有拐点没有拐点B。此种吸附甚为少见此种吸附甚为少见曲线下凸表明此种吸附所凭借的作用力相当弱。曲线下凸表明此种吸附所凭借的作用力相当弱。如水在

16、石墨上的吸附即属于此类如水在石墨上的吸附即属于此类 IVIV型型等等温温线线的的开开始始部部分分，即即低低P/PP/P0 0区区，吸吸附附显显著著增增加加，这这可可能能是是发发生生了了毛毛细细管管凝凝聚聚，在在这这个个区区内内有有可可能能观观察察到到滞滞后后现现象象，即即在在脱脱附附时时得到的等温线不重合得到的等温线不重合V型等温线在实际上也比较少见。在较高的型等温线在实际上也比较少见。在较高的P/P0区也存在着毛细管凝聚与滞后区也存在着毛细管凝聚与滞后 结论结论:等温线的形状密切的联系着吸附质和吸附剂的本性。对等温等温线的形状密切的联系着吸附质和吸附剂的本性。对等温线的研究可以获取有关吸附剂

17、和吸附质的信息，线的研究可以获取有关吸附剂和吸附质的信息，比如从比如从IIII或或IVIV型等型等温线可以计算固体比表面积。温线可以计算固体比表面积。IVIV型等温线同时具有拐点和滞后环，型等温线同时具有拐点和滞后环，因而被用于孔分布计算因而被用于孔分布计算 2.3.2 吸附等温线类型Silicalite-1每个晶胞中有两组十元环直孔道和两组十每个晶胞中有两组十元环直孔道和两组十员环正弦通道，孔径分别为员环正弦通道，孔径分别为0.540.56nm和和0.510.55nm，孔容积为孔容积为0.18ml/g 直孔道直孔道正弦通道正弦通道2.3.2 吸附等温线类型吸附等温线类型(实例实例)平行于平行

18、于010平面的直通道，通道大小为平面的直通道，通道大小为0.540.56nm 2.3.2 吸附等温线类型吸附等温线类型(实例实例)一种是平行于一种是平行于100平面的正弦通道，通道大小为平面的正弦通道，通道大小为0.510.55nm 2.3.2 吸附等温线类型吸附等温线类型(实例实例)吸附剂大约吸附剂大约126mg，从室温下以从室温下以5K/min的升温速率升的升温速率升至至773 K，并同时抽真空并同时抽真空10 个小时个小时?2.3.2 吸附等温线类型吸附等温线类型(实验成果实验成果)环戊烷在环戊烷在Silicalite-1上的吸附等温线上的吸附等温线 Adsorption()and de

19、sorption()isotherms of cyclopentane in Silicalite-1254K时的吸附等温线明时的吸附等温线明显属于显属于IV型型，423K温度下的吸附等温温度下的吸附等温线属于第线属于第I类型的吸附等类型的吸附等温线，这体现了随温度温线，这体现了随温度的降低吸附类型从的降低吸附类型从I到到IV的过渡。的过渡。低温下，环戊烷的分子低温下，环戊烷的分子间的相互作用非常显著，间的相互作用非常显著，环戊烷在环戊烷在Silicalite-1上高上高密度堆积。随着吸附温密度堆积。随着吸附温度的升高，分子的旋转度的升高，分子的旋转能和平移能逐渐增强，能和平移能逐渐增强，分子

20、间的相互作用减小，分子间的相互作用减小，导致了吸附等温线从导致了吸附等温线从IV型到型到I型的过渡和环戊烷型的过渡和环戊烷的饱和吸附量的减少的饱和吸附量的减少 每个晶胞中有两组十元环直孔道和两组十每个晶胞中有两组十元环直孔道和两组十员环正弦通道，孔径分别为员环正弦通道，孔径分别为0.540.56nm和和0.510.55nm，孔容积为孔容积为0.18ml/g 2.3.2 吸附等温线类型吸附等温线类型(实验成果实验成果)苯在苯在Silicalite-1上的吸附等温线上的吸附等温线Adsorption()and desorption()isotherms of benzene in Silicali

21、te-1 303K温度下温度下的吸附等温线的吸附等温线出现了很小的出现了很小的滞后环滞后环 2.3.2 吸附等温线类型吸附等温线类型(实验成果实验成果)对于给定的物系，在温度恒定和达到吸附平衡的条件下，吸附量与吸附压对于给定的物系，在温度恒定和达到吸附平衡的条件下，吸附量与吸附压力的函数关系称为吸附等温方程或吸附平衡式力的函数关系称为吸附等温方程或吸附平衡式 不论物理吸附或化学吸附，如果是可逆的不论物理吸附或化学吸附，如果是可逆的，即在吸附脱附，即在吸附脱附的循环中吸附质不发生变化，的循环中吸附质不发生变化，在达到平衡时，就可以根据在达到平衡时，就可以根据情况应用以上的方程情况应用以上的方程

22、2.3.3吸附等温方程吸附等温方程Langmuir吸附等温式描述了吸附量与被吸附蒸汽压力之间的定量关系。他在推导该公式的过程引入了两个重要假设：(1)吸附是单分子层的(2)固体表面是均匀的，被吸附分子之间无相互作用设：表面覆盖度=V/VmV为吸附体积，Vm为吸满单分子层的体积2.3.3.1.Langmuir吸附等温式则空白表面为(1-)平衡时，ra=rd，即：吸附速率为脱附速率为，吸附平衡常数（或吸附系数），其大小代表了固体表面吸附气体能力的强弱程度。令：Langmuir吸附等温式以 对p 作图，得：Langmuir等温式的示意图1.当p很小，或吸附很弱，p1，=1，与 p无关，吸附已铺满单分

23、子层。3.当压力适中，pm，m介于0与1之间。=pm为吸附剂质量重排后可得：这是Langmuir吸附公式的又一表示形式。用实验数据，以p/Vp作图得一直线，从斜率和截距求出吸附系数和铺满单分子层的气体体积Vm。Vm是一个重要参数。从吸附质分子截面积Am，可计算吸附剂的总表面积S和比表面Sg。将=V/Vm代入Langmuir吸附公式吸附分子在吸附时解离成两个物种吸附分子在吸附时解离成两个物种在低压下 ，即覆盖度与压力的平方根成正比,用来判断是否发生了解离。当A和B两种粒子都被吸附时，A和B分子的吸附与解吸速率分别为：达吸附平衡时，ra=rd混合气体的Langmuir吸附等温式两式联立解得A，B分

24、别为：对多种气体混合吸附的Langmuir吸附等温式为：气体B的存在可使气体A的吸附受到阻抑，反之亦然 Langmuir吸附等温式在吸附理论中起了一定的作用，但它的单分子层吸附、表面均匀等假设并不完全与事实相符，是吸附的理想情况。2.3.3.2.BET多层吸附公式布鲁诺尔(Brunauer)、埃米特(Emmett)和特勒(Teller)三人在1938年提出的多分子层吸附理论（BET理论）较成功地解释了其它类型的吸附等温线。固体表面是均匀的(Langmuir理论)，自由表面对所有分子的吸附机会均等，分子的吸附、脱附不受其它分子存在的影响；吸附是多分子层的。第一层吸附与第二层吸附不同，因为相互作用

25、的对象不同，因而吸附热也不同，第二层及以后各层的吸附热接近与凝聚热。式中两个常数为c和Vm，c是与吸附热有关的常数，Vm为铺满单分子层所需气体的体积。p和V分别为吸附时的压力和体积，po是实验温度下吸附质的饱和蒸汽压。应用：测定固体催化剂的比表面 BET吸附二常数公式：为了使用方便，将二常数公式改写为：用实验数据 对 作图，得一条直线。从直线的斜率和截距可计算两个常数值c和Vm，从Vm可以计算吸附剂的比表面：Am是吸附质分子的截面积，要换算到标准状态(STP)。二常数公式较常用，比压一般控制在0.050.35之间。如果吸附层不是无限的，而是有一定的限制，例如：在吸附剂孔道内，至多只能吸附n层，

26、则BET公式修正为三常数公式：若n=1，为单分子层吸附，上式简化为 Langmuir式。若n=，(p/po)0，上式可转化为二常数公式三常数公式一般适用于比压在0.350.60之间的吸附。BET理论与朗缪尔理论的相同、不同点的对照理论与朗缪尔理论的相同、不同点的对照:Langmuir 理论BET 理论1单分子层吸附。只有碰撞到固体空白表面上，进入吸附力场作用范围的气体分子才有可能被吸附。多分子层吸附。被吸附的分子可以被吸附的分子可以吸附碰撞在它上面的气体分子吸附碰撞在它上面的气体分子；也不一定等待第一层吸附满了再吸附第二层，而是从一开始就表现为多从一开始就表现为多层吸附层吸附。2固体表面是均匀

27、的，各晶格位置处吸附能力相同，每个位置吸附一个分子。吸附热是常数，与覆盖率无关。固体表面是均匀的，各晶格位置处吸附能力相同。因第二层以上各层为相同分子间的相互作用，所以除除第一层外，其余各层吸附热都相等第一层外，其余各层吸附热都相等，为被吸附气体凝结热。3被吸附在固体表面上的分子相互之间无作用力。被吸附在固体表面上的分子横向横向相互之间无作用力。4吸附平衡是动态平衡，当吸附速率与解吸速率相等时达到吸附平衡。当吸附达到平衡时，每一层上的每一层上的吸附速率与解吸速率都相等2.3.3.3.Freundlich（费兰德利希）吸附等温式：V：吸附量，cm3/gk，n是与温度、系统有关的常数。x：吸附气体

28、的质量m：吸附剂质量k，n是与温度、系统有关的常数。Freundlich吸附公式对 的适用范围比Langmuir公式要宽，适用于物理吸附、化学吸附和溶液吸附 CO在炭上的吸附等温线 CO在炭上的吸附lgV lgp 作图得一直线lg V式中a，co是常数以 lnp 或 V lnp 作图，得一直线这个公式也只适用于覆盖率不大（或中等覆盖）的情况。在处理一些工业上的催化过程如合成氨过程、造气变换过程中，常使用到这个方程。2.3.3.4.T（焦姆金）方程式等温方程等温方程式名称式名称基本假定基本假定数学表达式数学表达式应用范围应用范围Langmuir q与与 无关，无关，理想吸附理想吸附化学吸附与化学

29、吸附与物理吸附物理吸附Freundlichq随随 增加增加对数下降对数下降 V=kp1/n化学吸附与化学吸附与物理吸附物理吸附Tq随随 增加增加线性下降线性下降化学吸附化学吸附BET多层吸附多层吸附物理吸附物理吸附各种等温吸附方程式比较物理吸附与化学吸附物理吸附与化学吸附1化学吸附类型和化学吸附态化学吸附类型和化学吸附态2吸附平衡与等温方程吸附平衡与等温方程3催化剂表面积的测定催化剂表面积的测定4催化剂的孔结构和孔内扩散催化剂的孔结构和孔内扩散5本次课内容及要求本次课内容及要求1.BET1.BET法测定比表面积法测定比表面积2.2.色谱法测定比表面积色谱法测定比表面积3.3.催化剂的孔结构催化

30、剂的孔结构4.4.催化剂的孔内扩散催化剂的孔内扩散内容内容:要求要求1.掌握掌握BET法测定原理、计算方法和测定法测定原理、计算方法和测定表面积的实验方法。表面积的实验方法。2.了解色谱法测定比表面积。了解色谱法测定比表面积。3.理解催化剂的密度理解催化剂的密度比孔容积比孔容积孔隙率孔隙率平均孔半径平均孔半径孔径分布等孔径分布等4.了解催化剂的孔内扩散了解催化剂的孔内扩散反应速度与催化剂表面积的关系丁烷在铬-铝催化剂上脱氢2.4.1.BET方程测催化剂的比表面积方程测催化剂的比表面积BETBET方程：方程：1.测定原理和计算方法测定原理和计算方法p/V(p0-p)对p/p0作图得一条直线可以得

31、到p0是测试温度下的饱和蒸气压，p平衡压力比表面积：比表面积：Sg每克催化剂的总表面积（也称比表面积），Vm催化剂表面铺满单分子层时所需吸附质的体积，Am表观分子截面积NA阿佛加德罗常数Vmol吸附质的摩尔体积当缺乏当缺乏Am的数据时的数据时:M为吸附质相对分子质量L为液态吸附质密度，g/cm3Emmett等的建议，从液化或固化的吸附质密度计算等的建议，从液化或固化的吸附质密度计算s为固态吸附质密度2.测定表面积的实验方法测定表面积的实验方法(1)静态低温氮吸附容量法静态低温氮吸附容量法(2)重量法重量法2.4.2.色谱测比表面积色谱测比表面积1-气瓶，2-干燥过滤器，3-稳压阀，4-压力表，

32、5-阻力阀，6-三通阀，7-前混合器，8-冷阱，9-切换阀，10-样品管，11-热交换管，12-热导池，13-后混合阀，14-皂膜流量计物理吸附与化学吸附物理吸附与化学吸附1化学吸附类型和化学吸附态化学吸附类型和化学吸附态2吸附平衡与等温方程吸附平衡与等温方程3催化剂表面积的测定催化剂表面积的测定4催化剂的孔结构和孔内扩散催化剂的孔结构和孔内扩散52.5.1.催化剂的孔结构参数催化剂的孔结构参数1、催化剂密度、催化剂密度（1）堆密度）堆密度（2）颗粒密度）颗粒密度（3）骨架密度）骨架密度（4）视密度）视密度2、比孔容积、比孔容积1g催化剂中的颗粒内部细孔的总体积催化剂中的颗粒内部细孔的总体积3

33、、孔隙率、孔隙率 催化剂颗粒内细孔的体积占颗粒总体积的分数催化剂颗粒内细孔的体积占颗粒总体积的分数4、平均孔半径、平均孔半径用用N个柱形孔代替实际的孔，把它看成是各种个柱形孔代替实际的孔，把它看成是各种长度长度 和半径和半径 的孔平均化的结果。的孔平均化的结果。122式除1式得5、孔径分布、孔径分布考察催化剂颗粒内孔对反应速率的影响，除了知考察催化剂颗粒内孔对反应速率的影响，除了知道的总容积和平均半径外，还需知道孔径分布。道的总容积和平均半径外，还需知道孔径分布。孔径分布是孔沉积随孔径大小变化的关系。孔径分布是孔沉积随孔径大小变化的关系。大孔（2000-100000nm）过渡孔（100-2000nm）微孔（10-100nm）压汞法、电子显微镜法、吸附曲线计算法（毛细管凝聚法）测定分子试探法测定2.5.2.催化剂的孔内扩散催化剂的孔内扩散氢氮二元体系扩散流通量与催化剂孔径大小关系氢氮二元体系扩散流通量与催化剂孔径大小关系