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化学041荣誉版主 (知名作家)
小虫虫
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[交流]
【求助】催化剂活性中心数目如何计算
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近日看文献中有说到活性中心数目，文献中直接给出结果的，没有过程，所以想请教各位大侠，单位质量的活性中心如何计算？ 比如我做的是Ni系加氢催化剂，我如何得到单位质量催化剂上的活性中心数目？谢谢各位！ 能否请各位数目推荐一下这个方向的文献或者书籍，非常感谢！ |
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催化大师(金币+4):谢谢指点，欢迎常来催化版讨论！ 2010-03-30 08:51
化学041(金币+10):谢谢 2010-03-30 13:02
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化学041(金币+10):谢谢 2010-03-30 13:02
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以前看到过一个帖子，并拷贝了下来。 表面活性位的估算 对于TOF, 论坛许多高手给了不少建议,但是,如何计算,我想,还是应该给出一个例子来,这样,有利于新人学习.现在就以Pt催化剂为例,介绍一下如何计算TOF. 对于TOF的概念,大家一看就知道. 但是,如何确定表面的活性位数,有时有一定困难,主要是并不是每个实验室都有化学吸附装置(即便有，由于操作人的技术问题，也会出现许多令人不很相信的结果).这样,对于TOF的问题就归结到表面活性位数的估算上了. 当时,如果有化学吸附装置,而且对于仪器及操作很确信的情况下，还是建立做一下化学吸附是最好的. 研究对象: 5 wt% Pt/Al2O3(担载量a=5%) 通过电镜观察到的粒子大小为d=5 nm, Pt金属的密度为p=21.09 g/ml, 催化剂用量为m=0.2 g, Pt的表面原子浓度为c=1.25×1019 / m2 Pt催化剂的总体积: Vtot=(m×a)/p=0.2×0.05/21.09=4.7×10^-4 (ml)=4.7×10^-10 (m^3) Pt粒子的体积: V_p=4×Pi/3*(d/2)^3=65.4 (nm^3)=6.54×10^-26 (m^3) Pt粒子的面积: A_p=4×Pi*(d/2)^2=78.5 (nm^2)=7.85×10^-17 (m^2) Pt总粒子数: n_tot=V_tot / V_p = 4.7×10^-10/6.54×10^-26 =2.60×10^15 Pt的总面积: S_tot =A_p× n_tot =7.85×10^-17×2.60×10^15=0.20(m^2) Pt的活性位数:n_act=c×S_tot =1.25×10^19×0.2=2.50×10^19 附常用金属的表面原子浓度 金属 表面浓度(×10^19 / m^2) 铬Cr 1.63 钴 Co 1.51 铜Cu 1.47 金 Au 1.15 铪Hf 1.16 铱 Ir 1.30 铁 Fe 1.63 锰 Mn 1.40 钼 Mo 1.37 镍 Ni 1.54 铌 Nb 1.24 锇 Os 1.59 钯 Pd 1.27 铂 Pt 1.25 铼 Re 1.54 铑 Rh 1.33 铷 Ru 1.63 银 Ag 1.15 钽 Ta 1.25 钍 Th 0.74 钛Ti 1.35 钨W 1.35 钒V 1.47 锆Zr 1.14 |
9楼2010-03-30 08:29:29
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tangjy(金币+3):多谢指点！欢迎常来催化版！ 2010-03-16 17:44
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tangjy(金币+3):多谢指点！欢迎常来催化版！ 2010-03-16 17:44
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我知道一个方法，是在高真空体系中将一定量催化剂吊在精密天平下，然后加热到指定温度，通入含有反应物的气体，达到吸附饱和后看看重量变化，即可计算出吸附的mol量，假设反应物分子的吸附都在活性中心上，那么这个值就是活性中心数目。 具体看该文献： Quantitative determination of the number of active surface sites and the turnover frequencies for methanol oxidation over metal oxide catalysts I. Fundamentals of the methanol chemisorption technique and application to monolayer supported molybdenum oxide catalysts Catalysis Today 62 (2000) 219–229 |
3楼2010-03-16 16:45:39
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