| 查看: 2239 | 回复: 8 | |||||
ikpntnu0122木虫 (正式写手)
|
[交流]
教学-固相催化剂表征的引言-带ppt可以下载 已有8人参与
|
|
从微观上说, 化学反应是原子的重新排列，并且化学反应中断键和成键的速度极快，到目前为止，差不多只有采用自由电子激光才能够看到反应过程的中间态。另一方面，对于非均相反应来说，化学反应是在固体催化剂的纳米结构表面发生的。有一句话叫做“上帝创造了物质，魔鬼创造了表面”。说明这个表面是很难研究得清清楚楚，明明白白真真切切的。需要借助慧眼。主要原因还是因为纳米结构表面是有缺陷的，缺陷的结构本身就比较难以解析，到目前为止，大致只有采用原子分辨的显微镜（球差电镜），也例如通过X射线吸收的精细结构谱，还可以结合理论计算来推测；但是，可恶的是，催化反应中原料譬如说常见的气体和表面是会相互作用的。这样一作用，所谓的缺陷结构上的原子结构就会被重构了，也就是说，我们原来哪怕在静态条件下把原子结构解析出来，也不代表着实际反应过程的情况。我们获得真实的催化剂表面结构的先决条件有以下两个：只有当我们观察的时间尺度与断键一个数量级甚至更短，例如说飞秒皮秒；同时观察的空间尺度是原子级别的时候（最好还是三维的，至少是两维的），我们才能够有可能看到催化过程的原貌。现在的自由电子激光和4D电镜的发展可能在会在未来实现这种催化“电影”的拍摄。前者斯坦佛大学SLAC，后者是加州理工诺贝尔奖金Zewail处于世界的前沿。 所以我们现在所说的催化剂上的活性位（Active sites）都是假定的，一般存在在催化剂的缺陷上。我们一直在苦苦追求，催化剂中哪里是活性位？我们都知道活性位可能存在，但是在哪里，如前面所说的，我们到现在还没有直观地看到。想寻找活性位的这个过程，我们通常需要先进的工具，我们一般把采用先进的工具去发现，去靠近，去判断的过程叫催化剂的表征。我们人本身的眼睛在催化剂表征这个事情上，观察到的事情太宏观了，不见得能够寻找到所需要的“光明”。所以“工欲善其事必先利其器”。这个器就是催化剂表征用的工具。这两天清华大学Science上出现的准诺贝尔奖的生物分子的工作，其实很大程度上依赖于新近发展的冷冻电镜技术。他的工作按照前面的判断也还是不断地在趋近而不是真正的实时。 尽管我们知道我们目前所做的工作是找不到催化剂中的活性中心的，但是我们都有希腊悲剧英雄的心态。我们做的催化剂的表征工作，很多时候不是实时的，看到的信息都是间接的，是外推的，有的时候也就是错了。但是错不等于没有用，就像原来的时候对催化剂的研究是黑箱，现在我们至少变成了灰箱，最终我们会将这个过程变成白箱。 因为我们的目的与我们的手段的存在着巨大的差异，所以我们采用的一个实际的办法是“多管齐下”。利用很多的工具来对一个问题进行解析，这样综合的信息就比单一的信息可靠得多，所谓“远看成岭侧成峰，远近高低都不同”，其实如果我们很多人都一起去看，看到的“岭和峰”在空间或者我们观察到的时间范围内还是同一个“岭和峰”的话，我们就觉得这个可能就是我们要找的结构。 但是固相催化是比较复杂的，虽然我们需要的是表面的信息，但是我们也对主体的结构进行鉴定，因为催化剂里面组成好几种，有时候连组成的物种都是不清楚的。通常需要采用光电热磁等各种手段去探测，来说明主体或者表面的结构。因为物理学的大发展，工具包里面的武器有时候有点多，有些武器还是多功能的，往往会导致我们不知道使用哪个武器。所以学习催化剂表征的过程就是要从原理，对象和局限性等方面来获得有用的“岭和峰”的信息。不是把工具包里面的武器都用上一遍，然后再分析，这样的做法既奢侈，浪费资源又低效。学习表征就是对症下药，不能动不动就上同步辐射，动不动就上球差电镜。这里有点像医生治病的过程，好的医生和差的医生是不一样的，好医生会按照你的病情对症下药，坏的医生就是抓一大把药，吃了再说。 这个时候我们还是需要问问自己几个问题，要退到最原始的地方去。譬如说我需要的是表面信息，还是主体信息；是主体成分信息还是表面成分信息；是气体和表面相互作用的信息还是结构自身变化的信息。 以下是我讲课的一个引言部分，我一直觉得引言部分是很最重要的，这就是我们退到的最原始地方，然后再开始推进问题的解决。表征的书好多，很多在小木虫上找得到，可以参考，譬如spectroscopy in catalysis; characterization of solid materials and heterogeneous catalysts;In-situ characterization of heterogeneous catalysis等。 还有一句话，就是表征的时候一定要结合你研究体系的特殊性，个性的解析比共性的解析更接近与本质！[ Last edited by ikpntnu0122 on 2015-8-24 at 19:23 ] |
回复此楼» 本帖附件资源列表
-
欢迎监督和反馈：小木虫仅提供交流平台，不对该内容负责。
本内容由用户自主发布，如果其内容涉及到知识产权问题，其责任在于用户本人，如对版权有异议，请联系邮箱：xiaomuchong@tal.com - 附件 1 : Characterization_of_heterogeneous_catalysis-_introduction.pdf
2015-08-23 16:20:01, 2.04 M
» 收录本帖的淘帖专辑推荐
 cwx-同步辐射-XAFS | cwx-科研历程 |
» 本帖已获得的红花（最新10朵）
zyhou» 猜你喜欢
关于合成MIL-125的求助
已经有0人回复
-
双非本硕光催化方向想读博，请各位老师看看我！
已经有2人回复
-
化学工程及工业化学论文润色/翻译怎么收费?
已经有90人回复
-
瑞典林雪平大学范立洲课题组现招聘博士后、岗位制博士生
已经有0人回复
-
中国科大仿生界面材料科学全国重点实验室戴懿涛研究员/江雷院士团队招聘科研助理
已经有0人回复
-
中国科大仿生界面材料科学全国重点实验室戴懿涛研究员/江雷院士团队招聘科研助理
已经有0人回复
-
寻求物理化学学报最新的投稿模板！
已经有4人回复
-
东南大学杰青/海优团队招聘催化方向博士后
已经有866人回复
-
投稿咨询
已经有7人回复
-
自科面上 散金币 祈福
已经有61人回复
-
铁钼催化剂成型
已经有2人回复
» 本主题相关商家推荐: (我也要在这里推广)
» 本主题相关价值贴推荐，对您同样有帮助:
- 催化研究的现代方法-从理论到工业-催化引言
已经有17人回复
- 近代X射线多晶体衍射—实验技术与数据分析--马礼敦编着【转载】
已经有88人回复
- 【原创】催化剂设计
已经有25人回复
飞翔fx
木虫 (职业作家)
- C-EPI: 1
- 应助: 37 (小学生)
- 贵宾: 0.041
- 金币: 5337.9
- 散金: 1502
- 红花: 28
- 帖子: 3746
- 在线: 1499.3小时
- 虫号: 1877376
- 注册: 2012-07-03
- 专业: 化工系统工程
2楼2015-08-23 18:08:30
zyhou
专家顾问 (文坛精英)
-
专家经验: +3748 - C-EPI: 74
- 应助: 4970 (副教授)
- 贵宾: 2.947
- 金币: 40198.5
- 散金: 14624
- 红花: 415
- 帖子: 10637
- 在线: 2547.8小时
- 虫号: 373328
- 注册: 2007-05-16
- 性别: GG
- 专业: 催化化学
- 管辖: 催化
3楼2015-08-23 18:41:02
绿水长流2
木虫 (著名写手)
- 应助: 73 (初中生)
- 金币: 1607.8
- 散金: 297
- 红花: 12
- 帖子: 1778
- 在线: 315.6小时
- 虫号: 2527816
- 注册: 2013-07-01
- 性别: GG
- 专业: 催化化学
4楼2015-08-23 19:38:16
czhzhou
新虫 (正式写手)
- 应助: 19 (小学生)
- 金币: 6974.5
- 红花: 2
- 帖子: 516
- 在线: 115.7小时
- 虫号: 2216224
- 注册: 2012-12-31
- 性别: GG
- 专业: 燃烧学
5楼2015-08-23 21:05:15
6楼2015-08-24 02:16:45
7楼2015-08-24 08:40:08
wangfangfd
木虫 (小有名气)
- 应助: 1 (幼儿园)
- 金币: 1680.1
- 红花: 2
- 帖子: 70
- 在线: 133.2小时
- 虫号: 622559
- 注册: 2008-10-10
- 专业: 催化化学
8楼2015-08-24 10:00:04
陈sir爱搞笑
铜虫 (初入文坛)
- 应助: 0 (幼儿园)
- 金币: 1644.5
- 帖子: 37
- 在线: 45.5小时
- 虫号: 3098392
- 注册: 2014-03-29
- 性别: GG
- 专业: 化学反应工程
9楼2015-08-24 13:51:36
10