当前课程知识点:催化剂设计与制备 > 第四章 氧化物载体和催化剂的制备 > 4.2 氧化物催化材料制备基础 > Video
关于最重要的结晶理论
首先给大家讲的是过饱和度的概念
这过饱和度影响到晶核的生成与长大
我们还说了晶核的生成或长大 特别是长大
如果它的速率 如果表面的作用力
不强有可能就得到非晶态的
这个时候如果确实想得到个晶态的物质
可以通过什么样方式实现
还有个非常重要的步骤就是老化
这个老化有的文献里面叫做熟化
所谓的老化在大多数的静置法
静置法里面应用
在溶胶-凝胶法 在沉淀法 在水热合成法里面都有用
所谓老化一般是当反应完以后 化学反应完以后
把这个反应的物料
静置在一定溶液下保持一段时间
有的甚至过滤完以后
放在一定的温度下 在干燥的温度下溶剂
挥发的温度下放置一段时间
实际上也是老化
这个老化实际上主要发生反应
主要来看一下老化了最重要的作用
老化有时候也会叫做陈化
实际上跟熟化都是同概念
合成固体氧化物的过程中 一般老化用于增加颗粒尺寸
它可以把小的颗粒溶解大颗粒长大 溶解再结晶
小颗粒很容易生成无定形的物质
或者无定形物质
在老化的条件下就随温度提高它溶解度增加
它又溶解了
溶解在较大的晶体产物上面
再进行晶体成长
这个是基于 表面自由能最低化的聚集
比如说在得到某个晶体
虽然颗粒很大但是表面存在缺陷
这个时候可以通过老化
把缺陷位进行补充就或者平滑
因为缺陷位越多表面就配位不饱和度越高
这样通过溶解吸收溶液中的物种
再结晶就可以得到完美的晶体
当然老化甚至还可以发生晶体结构的变化
把比较不稳定的变成更加稳定的
或是由无定形的变成晶体
很显然法晶体结构变化
由无定形的变成晶体的
尺寸的变化最终也会导致形貌的变化
下面再想它还可以变成什么 织构性质变化
比如说孔容 孔径 比表面积都会发生变化
这就体现出非常重要的是 从结晶的角度上讲
反应温度或老化温度对后续产品的影响
实际上是非常非常明显的
怎么来理解这个
如果揪住化学反应
可以通过缩合反应的角度去讲
所谓的溶解和再结晶
不就是还是对
水解反应平衡的影响
比如前面说了这个反应是受到pH值的影响
比如在羟基配体 水合配体里面加碱
它能够迅速使反应向左
在氧基配体里面加酸 反应向右
同样这个反应的平衡受
同样也是受温度的影响
在一定的温度下老化一般会提高温度
温度同样会影响到这个水解反应的平衡
会影响到它再平衡
再平衡就发生 要么溶解度增高 要么这溶解度下降
而这下降或者增加必然导致的
有的物种在溶解有的物种在再进一步结晶的平衡
可以把它认为虽然在传统经典结晶理论里面
很多时候都从物理角度去考虑
实际上很多时候话
从化学角度也可以解释经典的结晶现象
最后来看一下老化中经常讲的就是
小颗粒溶解 大颗粒长大
沉淀法里面小颗粒溶解 大颗粒长大
实际上会有存在数学关系
沉淀粒子的大小跟溶解度之间是存在个反比的关系
比如说如果这个是固定的 生成的沉淀种类一定
它的饱和溶解度是固定的
还有淀生成的时候溶解度
这溶解度它们的比值就是过饱和度
跟粒径是成反比的
一般来说说如果粒径越小 我们溶解度Cr应该是越大的
因为这个越小 对过去
这小整个直径越大
溶解度本身就越大
如果在沉淀中 由于产物不够细小或者不够均匀
存在大颗粒和小颗粒
这个时候如果提高温度
会发现这个时候大颗粒可能溶解度已经达到饱和了
小颗粒没有饱和
没有饱和这小颗粒可能会进一步的溶解
小颗粒溶解 大颗会
小颗粒溶解以后会造成整个溶液体系里面的浓度又增加了
浓度增加以后如果达到过饱和度
这个时候的大颗粒起着晶核的作用
这些小颗粒溶解掉物料就是
就长在大颗粒上
这样大颗粒就会变得越来越大 就像经常讲马太效应一样
好的会越来越好
差就越来越糟
同样一样道理OswaldOswald熟化就是小颗粒
逐渐的溶解甚至消失的
大颗粒表面越来越光滑
就属于自由能降低的
最终如果老化完全就可以得到完美的晶体
同时还会存在
一般来说这种 有大颗粒小颗粒同时存在
一般来说就是属于那种沉淀非常快的
快到来不及生成完全的晶体
这个时候很容易沉淀过程夹杂很多的杂质
这些杂质一般都知道 颗粒越小
表面积越高 越容易吸附杂质
小颗粒里面杂质会越来越多
这老化通过把小颗粒溶解了
自然而然杂质也会熙熙攘攘进入到溶液里面这样
杂质的含量减少 提高产品的纯度
这就体现出了老化的作用还存在提高纯度的作用
-课程简介
--课程简介
-绪论
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-1.1 催化剂设计的尺度
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-1.1 催化剂设计的尺度--作业
-1.2 催化剂的活性与选择性
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-1.2 催化剂的活性与选择性--作业
-1.3 多相催化反应本征动力学
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-1.3 多相催化反应本征动力学--作业
-1.4 工业催化剂设计概述
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-2.0 引言
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-2.1 催化作用基本概念与催化剂设计
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-2.1 催化作用基本概念与催化剂设计--作业
-2.2 催化剂设计的程序
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-2.2 催化剂设计的程序--作业
-2.3 催化剂各组分的设计
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-2.3 催化剂各组分的设计--作业
-2.4 催化剂宏观物性的选择
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-2.4 催化剂宏观物性的选择--作业
-2.5 工业催化剂筛选与设计实例
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-2.5 工业催化剂筛选与设计实例--作业
-3.1 软化学 (Soft Chemistry)
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-3.2 组合化学(Combinational Chemistry)
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-3.3 化学热力学与无机合成
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-3.3 化学热力学与无机合成--作业
-4.1 催化材料和催化剂制备方法简介
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-4.2 氧化物催化材料制备基础
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-4.2 氧化物催化材料制备基础--作业
-4.3 氧化物载体和催化剂的制备方法
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-4.3 氧化物载体和催化剂的制备方法--作业
-5.1 负载型催化剂简介
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-5.2 负载型催化剂制备基础
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-5.3 负载型催化剂的制备方法
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-5.3 负载型催化剂的制备方法--作业
-6.1 简介
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-6.2 过滤与洗涤
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-6.3 干燥
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-6.4 焙烧
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-6.5 还原
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-6.5 还原--作业
-7.1 骨架催化剂
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-7.2 化学置换法制备金属催化剂
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-7.3 液相化学还原法制备金属催化剂
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-7.4 等离子辅助制备催化剂
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-7.5 混合法
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-7.6 膜催化材料
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-8.1 绪论
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-8.2 工业催化剂成型
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