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小木虫论坛-学术科研互动平台 » 化学化工区 » 催化 » 理论交流 » 关于纳米孔道扩散与常规催化剂内扩散概念的疑问？
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llc_0024

捐助贵宾 (正式写手)

[交流] 关于纳米孔道扩散与常规催化剂内扩散概念的疑问？

小虫有一个疑问，最近一直困扰着小虫。
就是反应物在介孔材料的孔道内的扩散是不是我们平常理解的催化剂内扩散呢？
我的理解是常规理解的内扩散是反应物在催化剂粉末成型后粉末间的微米级孔道中的扩散，并不是在纳米孔道中的扩散，这样才可以通过减小催化剂颗粒而消除内扩散，两者并不是相同的概念。
不知道小虫这种理解是否正确，敬请大虫指导！
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1楼 2012-03-13 13:50:10
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hdpulzx

木虫 (正式写手)
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llc_0024: 金币+5 2012-03-16 22:26:42
个人认为粉末状催化剂可以不考虑内扩散造成的扩散阻力
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9楼2012-03-16 15:14:27
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tanghd

金虫 (小有名气)
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llc_0024: 金币+5 2012-03-17 10:36:54
催化剂表面积主要是靠内表面即微孔表面，如果没有微孔的催化剂，如铁，其比表面一般都在10m2一下。微孔扩散就是内扩散。颗粒间扩散一般都是没有问题的。
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10楼2012-03-17 05:54:45
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llc_0024

捐助贵宾 (正式写手)
如果有谁了解，帮我解惑一下，谢谢
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2楼2012-03-13 19:57:45
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coco2004

铁杆木虫 (正式写手)
★ ★ ★ ★ ★ ★
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llc_0024(金币+5): 2012-03-14 22:02:25
个人认为：没有到达表面吸附之前的都应该属于是扩散过程（拿不准是不是正确）。只是纳米级的孔道中的扩散，可能更不容易消除，但是应该还是存在的，和微米级孔道的情况应该是相同的吧！仅供参考
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3楼2012-03-14 15:26:41
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caszguilin

木虫 (著名写手)
★ ★
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llc_0024(金币+1): 2012-03-14 22:02:33
纳米孔道内应该是内扩散！
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4楼2012-03-14 21:54:52
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llc_0024

捐助贵宾 (正式写手)
还有有没有其他解释呢？？谢谢
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5楼2012-03-16 12:15:58
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harbor2010

至尊木虫 (文坛精英)
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llc_0024: 金币+5 2012-03-16 22:26:09
纳米孔道内应该是内扩散！
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7楼2012-03-16 12:45:22
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freelover

铁杆木虫 (著名写手)
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llc_0024: 金币+5 2012-03-16 22:26:30
我以为也算内扩散的。颗粒度同样有影响。
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8楼2012-03-16 13:18:05
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wang22889

木虫 (小有名气)
★
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两个都属于内扩散，只不过由于孔道的大小不同会有不同的扩散形式而已。微孔中的扩散可能为微孔扩散，为颗粒间的孔道为介孔或者大孔时，扩散接近体相扩散，同时由于孔道存在一定的吸附量的话，还会有表面扩散的存在。形式不同而已，都属于内扩散。
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11楼2012-07-01 22:35:32
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wgbift

金虫 (著名写手)
★
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引用回帖:
3楼: Originally posted by coco2004 at 2012-03-14 15:26:41
个人认为：没有到达表面吸附之前的都应该属于是扩散过程（拿不准是不是正确）。只是纳米级的孔道中的扩散，可能更不容易消除，但是应该还是存在的，和微米级孔道的情况应该是相同的吧！仅供参考

其实在吸附的时候也是扩散的，即内扩散（即楼主所说的纳米级扩散）主要有两种形式，一是孔道内的扩散，一是表面扩散，即在吸附剂表面的跳跃扩散。
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12楼2012-09-26 22:30:26
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wgbift

金虫 (著名写手)
★
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引用回帖:
11楼: Originally posted by wang22889 at 2012-07-01 22:35:32
两个都属于内扩散，只不过由于孔道的大小不同会有不同的扩散形式而已。微孔中的扩散可能为微孔扩散，为颗粒间的孔道为介孔或者大孔时，扩散接近体相扩散，同时由于孔道存在一定的吸附量的话，还会有表面扩散的存在。 ...

哥们，看来你懂一些，那么想问下，如何通过一些方程来确定它是表面扩散还是孔扩散呢？有没有这样的方程呢？就比如吸附等温线，我套进去，就知道是什么类型的等温线，这个扩散呢，我套进去就知道是表面扩散还是孔扩散？
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13楼2012-09-26 22:32:54
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wgbift

金虫 (著名写手)
★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★
llc_0024: 金币+10 2012-09-27 08:57:55
通常所说的内扩散应该包括你所说的两种扩散类型，而通过改变粒径大小只能改变你所说的微孔级扩散，纳米级扩散也属于内扩散，他的具体形式有有两种，一是孔道扩散，狭义就是你所说的纳米级扩散，另一种就是表面扩散了。
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14楼2012-09-26 22:34:36
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xhtangxh

木虫 (著名写手)
★
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反应物分于在催化剂孔内的扩散有体相扩散、Knudsen扩散(微孔扩散)、构型扩散和表面扩散。在扩散过程中，在一定条件下可以只发生一种扩散，也可能多种类型同时发生，也就是说孔径大小可以导致扩散形式和扩散速率改变。
体相扩散也称容积扩散，是指分子平均自由程(λ)小于孔直径(d)时的扩散，此时分子进入孔内分子问碰撞的几率大于与孔壁碰撞的几率，阻力主要来自分子间的碰撞，对于气体压强高的体系主要起作用的是体相扩散。
当孔径很小、气体压强低时，分子平均自由程大于孔径，使分子与孔壁的碰撞几率远大于分子间的碰撞几率，这时发生的扩散称为Knudsen扩散。
当分子的大小与孔道相近，分子立体构型/构象影响分子的运动，这时发生构型扩散。沸石分子筛的孔直径多在1nm以下，与分子的动力直径接近，因此在沸石分子筛中常发生这样的扩散。构型扩散的速率很慢。
表面扩散是指吸附在固体内表面上的吸附分子朝着降低表面浓度的方向移动。
一般认为在温度高的催化过程中表面扩散不是主要的，可不予考虑。在催化过程中体相扩散和Knudsen扩散两种类型是主要的。当分于向孔内扩散时，所受阻力的影响无明显界限。扩散类型是由扩散阻力即分子与孔壁碰撞或分子与分于之间碰撞几率大小所决定。可以把分于与孔壁碰撞的几率大于90% (忽略小于10% 的分于与分于间碰撞)时的扩散作为Knudsen扩散，而将分子与分子碰撞几率高于90%(忽略低于10%的分子与孔壁间碰撞)时的扩散作为体相扩散。这样可将扩散类型作如下划分：
当λ≥10d时， 视为Knudsen扩散；
当d≥10λ时，视为体相扩散；
当d/10≤λ≤10d时为过渡区，对此区还可细分为：
λ在d/10~d之间时以体相扩散为主；
λ在d~10d之间时以Knudsen 扩散为主。
微米级孔道中的扩散实际是体相扩散，减小催化剂颗粒粒径有助于削弱这种类型的内扩散的影响。如果不是特小的分子，在纳米孔道中的扩散应视为Knudsen扩散，减小催化剂颗粒的粒径对其基本上无任何作用。
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15楼2012-09-27 11:19:18
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7395926946楼
2012-03-16 12:19  
llc_0024: 金币+1 2012-03-16 22:25:58
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