贵金属催化剂的载体相互作用
时间:2020-04-15 作者:91再生 来源:91再生网
金属催化剂负载金属催化剂通常由载体和金属化合物配合构成,载体由其骨架和配位基组成。负载型金属催化剂也相应的有:负载型金属化合物催化剂、负载型单金属络合物催化剂、负载型金属簇络合物催化剂、负载型双金属络合物催化剂等。近年来的研究表明,负载型金属催化剂基本.上兼具无机物非均相催化剂与金属有机配合物均相催化剂的优点,它不但具有较高的活性和选择性,腐蚀性小,而且容易回收重复利用,且稳定性好。
在催化科学发展的初期,催化剂载体一直被认为是惰性的,只起到支撑、分散活性组分的简单作用,不会影响到催化剂的性能。Tauste等由 此提出金属与载体之间可能存在着某种相互作用,从而在一定程度上诚弱了气体的吸附。抑制效应在不同载体负载的金属催化剂上表现不同,在一些可被还原的氧化物载体上作用比较明显,如Ti02、V2O3、Nb2Os和TIa2Os,而且这种吸附性能随处理温度的变化是可逆的。Tauster 将这些现象都归因于金属-载体强相互作用,简称SMSI.
诱导金属-载体相互作用的两大类因素是电子相互作用和化学相互作用。对于不同催化剂体系,各种因素对金属-衬底相互作用的影响不同,哪种因素占主导地位主要取决于催化剂本身性质和反应条件。
电子相互作用是指当金属与载体接触时,保持能量最低以及固体电势连续,金属/载体界面处会出现电荷的重新分布,影响范围分为局部电荷转移和长程电荷转移。局部电荷转移产生的主要因素是弱的范德华力引起的电子轨道相互极化。长程电荷转移是由于金属与氧化物接触时,两相界面处费米能级要保持一致,电荷发生了转移。在金属-载体接触的交界面上,载体有大量的表面态,它们对自由电子传递的势垒的形成有重要影响,以载体N型半导体为例,若金属和载体的功函数不同,在它们形成接触时,发生电荷转移。
化学相互作用指的是金属与载体之间的物质输送过程。物质输送过程包括金属在载体表面的扩散、金属或载体原子在界面处的扩散,发生界面反应(氧化-还原作用、合金化、载体包覆、互扩散作用。