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1、1CatalysisChemistryLecturer:王峰云26.过渡金属氧化物催化剂过渡金属氧化物催化剂及其催化作用及其催化作用6.1催化剂的应用催化剂的应用3456v主要催化氧化还原性反应主要催化氧化还原性反应v催化剂主要是过渡族元素催化剂主要是过渡族元素IVBIVBVIIIBVIIIB和和IBIB、IIBIIB副族元素的氧化物。而且催化剂多副族元素的氧化物。而且催化剂多由两种或多种氧化物组成。由两种或多种氧化物组成。v这些氧化物具有半导体性质，所以又称氧这些氧化物具有半导体性质，所以又称氧化物催化剂为半导体催化剂。化物催化剂为半导体催化剂。v为什么这些氧
2、化物能用于氧化还原型催化反为什么这些氧化物能用于氧化还原型催化反应呢？应呢？76.26.2过渡金属氧化物催化剂的电子特性过渡金属氧化物催化剂的电子特性l金属氧化物中金属阳离子的金属氧化物中金属阳离子的dd电子容易失电子容易失去或得到电子去或得到电子l过渡金属氧化物多具有半导体性质过渡金属氧化物多具有半导体性质86.3Theoryofsemiconductorenergybelt6.3.1Energybelt2个Na+23S1N个NaN3S195-10eV0.2-3eV106.3.2半导体分类半导体分类Ef费米能级（最高占有与最低未占轨道中间），电子平均位能逸出功=
3、最高未占轨道能量-Ef11126.4半导体的形成半导体的形成ZnO中Zn过量，它存在于晶体内间隙处，Zn+束缚一个e，以保持中性。Zn+eiscalleddonorZn2+O2-Zn2+O2-Zn2+O2-O2-Zn2+O2-Zn2+O2-Zn2+Zn2+O2-Zn2+O2-Zn2+O2-vntype（1）含有过量金属原子的非化学计量化合物含有过量金属原子的非化学计量化合物13（2）用高价离子取代晶格中正离子用高价离子取代晶格中正离子（3）通过向氧化物晶格间隙掺入电）通过向氧化物晶格间隙掺入电负性小的杂质原子负性小的杂质原子Li+Zn2
4、+Li++Zn+14vPtypeNiO中Ni缺位。Ni3+Ni2+acceptorNi2+O2-Ni2+O2-Ni2+O2-O2-Ni2+O2-O2-Ni2+Ni2+O2-Ni2++O2-Ni2++O2-O2-Ni2+O2-Ni2+O2-Ni2+(1)正离子缺位的非化学计量的氧化物正离子缺位的非化学计量的氧化物15（2）用低价正离子取代）用低价正离子取代（3）向晶格掺入电负性大的间隙原子）向晶格掺入电负性大的间隙原子F+Ni2+F-+Ni3+166.5AdsorptionandReactiononMetalO
5、xide6.5.1Onn-typevAdsorption吸附氧(O2-)吸量很小,且使电导率下降。吸附氢(H+)吸量大,且使导电率升高.vReaction加氢，脱氢加氢，脱氢176.5.2Onp-type吸附氧(O2-)吸量大,且使电导率升高。吸附氢(H+)吸量小,且使导电率下降.vAdsorptionvReaction氧化186.5.3吸附态分子带电情况吸附态分子带电情况196.6氧化物催化剂的半导体机理氧化物催化剂的半导体机理（吸附氧参与吸附氧参与）202N2OMO2N2+O2MechanismActivity:pn
6、.ExplainorNoImage例如：例如：21P导带能级N导带能级而，是慢步骤，P导带易接受O-电子，加速了反应。pn226.7OxygenspeciesandtheirfunctionO2-,O-是强亲电反应物，导致完全氧化。是强亲电反应物，导致完全氧化。O2-（晶格氧）是亲核试剂，没有氧化性晶格氧）是亲核试剂，没有氧化性质，用于选择氢化质，用于选择氢化。236.86.8酒精测试仪酒精测试仪可以对气体中酒精可以对气体中酒精含量进行检测的设备有五含量进行检测的设备有五种基本类型，即：燃料电种基本类型，即：燃料电池型（电化学）、半导体池型（电化学）、半导体型、红外