金属氧化物及其催化作用PDF电子书下载

1 热力学性质与催化作用的关系 1

1.1 热力学和氧化还原催化能力——氧化还原循环 1

1.1.1 CO氧化反应平衡图及热力学考察 1

1.1.2 SO2氧化反应平衡图的应用及存在问题 7

1.2 氧化还原循环与微量氧化还原 8

1.2.1 金属-氧体系的微量氧化还原 8

1.2.2 金属-氧体系的生成自由能同氧化还原能力 10

1.2.3 V2O5在SO2氧化反应中的活性 11

1.3 多相氧化中的LFER 12

1.3.1 线性自由能关系（LFER） 12

1.3.2 多相氧化中的火山型活性序列 13

1.4 二组份氧化物的热力学性质和催化活性 17

1.4.1 生成化合物或固溶体时热力学量的变化 17

1.4.2 催化剂中氧的反应活性评价 22

参考文献 25

2 晶体结构与催化作用的关系 27

2.1 典型金属氧化物的晶体结构 27

2.1.1 决定晶体结构的因素 27

2.1.2 M2O型氧化物及MO型氧化物 30

2.1.3 M2O3型氧化物 31

2.1.4 MO2型氧化物 33

2.1.5 M2O5型氧化物和MO3型氧化物 35

2.2 二组份氧化物的晶体结构 36

2.2.1 复合氧化物和含氧酸盐 36

2.2.2 ABO2型氧化物 37

2.2.3 ABO3型氧化物和ABO4型氧化物 39

2.2.4 AB2O4型氧化物 41

2.2.5 硅酸盐 43

2.3 氧化物催化剂晶体结构的特点 44

2.3.1 晶体结构的特点 44

2.3.2 氧化铁的结构和活性 44

2.3.3 V2O5的结构和活性 46

2.3.4 Bi2O3-MoO3系二组份氧化物 53

2.3.5 UO3-Sb2O5复合氧化物的结构和活性 58

2.3.6 杂多酸的结构与活性 62

参考文献 67

3 氧化物的分子结构，固体性质与催化作用的关系 73

3.1 氧化物晶体中的结合状态和配位状态，分子轨道 73

3.1.1 金属离子的配位多面体和晶格能 73

3.1.2 代表性氧化物晶体的立体化学 77

3.1.3 AnB？-n型化合物晶体中结合的性质 79

3.1.4 过渡金属氧化物中晶体场的影响 84

3.1.5 d电子配置引起的配位对称性变化 91

3.1.6 典型过渡金属氧化物晶体中的结合状态 93

3.2 金属氧化物中的缺陷和半导体性质 96

3.2.1 金属氧化物晶体的不完全性 96

3.2.2 缺陷同半导体性质 103

3.2.3 气体在半导体表面的吸附 104

3.2.4 催化作用的半导体电子理论 107

3.3 金属氧化物表现的酸碱性 113

3.3.1 金属氧化物的电负性同酸碱性 113

3.3.2 固体氧化物表面特殊酸中心的表现 117

3.4 金属氧化物晶体中的扩散 121

3.4.1 内部扩散 123

3.4.2 氧化物中的内部扩散 126

3.4.3 短络扩散 128

3.4.4 烧结 130

参考文献 132

4 表面结构、结合状态同吸附、催化活性的关系 138

4.1 表面结构和结合状态 138

4.1.1 清洁晶体表面的结构 138

4.1.2 金属氧化物的表面羟基 144

4.1.3 金属氧化物表面的吸附中心 151

4.2 氧化物表面的吸附状态，配位状态和催化活性 155

4.2.1 吸附和配位化学 157

4.2.2 吸附质的配位状态和反应性 166

4.3 氧化物表面上金属离子和氧离子的反应性 184

4.3.1 氧化物上氧的种类 184

4.3.2 吸附氧及其反应性 184

4.3.3 氧同位素交换反应同催化活性的关系 194

4.3.4 晶格氧的反应性（根据还原反应的讨论） 196

4.3.5 被氧化物质的吸附中心和选择性（根据还原反应的讨论） 203

参考文献 208

5 加入第二、第三组份时催化剂性质的改变 219

5.1 催化剂活性的改变 219

5.1.1 添加第二组份的效果 219

5.1.2 基元反应中表现的双功能 222

5.1.3 酸碱性的控制 224

5.1.4 对氧离子等反应活性种移动性的影响 225

5.2 表面结合状态、配位状态、电子状态的控制 227

5.2.1 金属离子的价态同氧化还原特性的控制 227

5.2.2 氧化物的半导体电子状态同吸附特性以及反应性的控制 231

5.2.3 氧化物成键状态，电子状态的改变及缺陷的导入同催化活性 232

5.2.4 催化剂各组份担当不同作用的现象 236

5.3 复合氧化物中酸碱性的表现 238

5.3.1 SiO2-Al2O3酸性的表现 238

5.3.2 SiO2-MgO,Al2O3-B2O3酸性的表现 245

5.3.3 酸中心表现机理的模型 246

5.4 酸碱性质同氧化还原性质的复合效应 250

5.4.1 烯丙基型氧化反应同催化剂的酸碱性 250

5.4.2 烯烃水合加氢反应同催化剂的酸碱性 253

5.4.3 被氧化物、氧化生成物的酸碱性同催化剂酸碱性的关系 255

5.5 双功能催化剂 258

5.5.1 催化重整双功能催化剂 259

5.5.2 从烯烃合成酮的双功能催化剂 261

5.5.3 烯烃二聚化、芳构化反应中催化剂的双功能 261

5.5.4 链烷烃岐化反应，氨氧化反应，SO2还原等反应中催化剂的双功能 263

5.6 对催化剂结构及其活性种的稳定化效应，载体效应 267

5.6.1 催化剂的劣化和通过添加第2成份使催化剂结构稳定化 267

5.6.2 载体效应 272

参考文献 278