奈米金催化劑發生燒結失活的原理是什麼

時間 2022-05-31 09:55:02

1樓:匿名使用者

奈米金催化劑,是依靠高度分散的奈米級的金微粒起催化作用的。在高度分散的奈米級狀態下,金微粒具有較高的表面能,也就具有了催化活性;由於低能態時,物質更加穩定,這樣奈米級的金催化劑就有向低能態的方向轉化的趨勢,只要條件改變(加熱等),奈米金微粒就會發生相互聚集,長大,從而降低其表面能,催化活性也就降低,這也就是所謂的「燒結失活」

2樓:帖誠鄢韞玉

催化劑的失活原因一般分為中毒、燒結和熱失活、結焦和堵塞三大類。

1、中毒引起的失活

(1)暫時中毒(可逆中毒)

毒物在活性中心上吸附或化合時,生成的鍵強度相對較弱可以採取適當的方法除去毒物,使催化劑活性恢復而不會影響催化劑的性質,這種中毒叫做可逆中毒或暫時中毒。

(2)永久中毒(不可逆中毒)

毒物與催化劑活性組份相互作用,形成很強的的化學鍵,難以用一般的方法將毒物除去以使催化劑活性恢復,這種中毒叫做不可逆中毒或永久中毒。

(3)選擇性中毒

催化劑中毒之後可能失去對某一反應的催化能力,但對別的反應仍有催化活性,這種現象稱為選擇中毒。在連串反應中,如果毒物僅使導致後繼反應的活性位中毒,則可使反應停留在中間階段,獲得高產率的中間產物。

2、結焦和堵塞引起的失活

催化劑表面上的含碳沉積物稱為結焦。以有機物為原料以固體為催化劑的多相催化反應過程幾乎都可能發生結焦[7]。由於含碳物質和/或其它物質在催化劑孔中沉積,造成孔徑減小(或孔口縮小),使反應物分子不能擴散進入孔中,這種現象稱為堵塞。

所以常把堵塞歸併為結焦中,總的活性衰退稱為結焦失活,它是催化劑失活中最普遍和常見的失活形式。通常含碳沉積物可與水蒸氣或氫氣作用經氣化除去,所以結焦失活是個可逆過程。與催化劑中毒相比,引起催化劑結焦和堵塞的物質要比催化劑毒物多得多。

在實際的結焦研究中,人們發現催化劑結焦存在一個很快的初期失活,然後是在活性方面的一個準平穩態,有報道稱結焦沉積主要發生在最初階段(在0.15s內),也有人發現大約有50%形成的碳在前20s內沉積。結焦失活又是可逆的,通過控制反應前期的結焦,可以極大改善催化劑的活性,這也正是結焦失活研究日益活躍的重要因素。

3、燒結和熱失活(固態轉變)

催化劑的燒結和熱失活是指由高溫引起的催化劑結構和效能的變化。高溫除了引起催化劑的燒結外,還會引起其它變化,主要包括:化學組成和相組成的變化,半熔,晶粒長大,活性組分被載體包埋,活性組分由於生成揮發性物質或可昇華的物質而流失等。

事實上,在高溫下所有的催化劑都將逐漸發生不可逆的結構變化,只是這種變化的快慢程度隨著催化劑不同而異。

燒結和熱失活與多種因素有關,如與催化劑的預處理、還原和再生過程以及所加的促進劑和載體等有關。

當然催化劑失活的原因是錯綜複雜的,每一種催化劑失活並不僅僅按上述分類的某一種進行,而往往是由兩種或兩種以上的原因引起的。

奈米金是什麼物質,對人的**有什麼作用?

3樓:伊蓮夏荼

奈米金指金的微小顆粒,直徑為1到100nm,具有高電子密度、介電特性和催化作用,能在不影響生物活性的前提下與多種生物大分子結合。由氯金酸通過還原法可以方便地製備各種不同粒徑的奈米金,其顏色依直徑大小而呈紅色至紫色。

對人的**作用:

1、奈米金粒活化纖維細胞,可以喚醒沉睡細胞,強化膠原與纖維的緊密度,修補疤痕、扶平皺紋、緊實肌膚,提高細胞組織活化,抗氧化及抗衰老,令肌膚自發性的展現韻律性規則的收縮。

2、通過按摩奈米金顆粒可以全面滲入**真皮層,讓肌膚保水能力倍增,產生更多的膠原蛋白對抗自由基,防止**老化,使面部**細紋減少,**變得飽滿緊實,充滿彈性,從細胞到肌膚整個活化起來。

3、奈米金球體具有催化活性效果,可以快速全面穿透,滲入真皮網狀層,形成彈性網膜,緊密連線,修護疲弱受損的細胞,活化纖維母細胞,改善肌膚彈性與張力,將彈力纖維與膠原蛋白纖維兩者緊密結合,撫平皺紋,緊實肌膚,實現抗氧化、抗菌,解除各種肌膚問題,深層調理因皮脂病變所產生的問題。

擴充套件資料

我國科研人員在奈米金催化研究中取得重要進展

在國家自然科學**專案(專案編號:21590792,91645203,21521091)等資助下, 清華大學化學系李雋課題組與美國西北太平洋國家實驗室chongmin wang 和匹茨堡大學scott x. mao課題組合作,在奈米金催化領域中取得重要進展。

研究成果以奈米金催化一氧化碳氧化反應中的尺寸效應和動態結構變化為題,於2023年7月9日在proceedings of the national academy of sciences of the united states of america(pnas,美國科學院院刊》)上發表。

自八十年代末發現奈米尺寸(2~5 nm)的金粒子具有低溫催化活性以來,奈米金催化成為異相催化領域的里程碑之一。三十多年來,具有奈米尺寸的負載型金催化劑已經得到廣泛的實驗和理論研究,但其異常顯著的「尺寸效應」仍然是一個難解之迷。

李雋課題組在多年開展的金團簇及其奈米粒子催化研究基礎上,發現奈米金催化過程中存在反應條件下生成的動態單原子,因而提出了「動態單原子催化」的概念。

為揭示動態單原子催化的本質,通過利用環境電子透射顯微鏡和計算化學模擬的手段,首次揭示一氧化碳氧化反應中反應分子和金奈米顆粒的動態作用機理。研究發現,大的金顆粒(>4 nm)在與一氧化碳分子作用時只發生表面重構,不破壞顆粒的整體結構;而較小的金顆粒(~2 nm)在與一氧化碳分子作用時,金顆粒的整體結構被破壞,變成無定形的動態結構。

計算模擬表明,對於較小的金顆粒,表面吸附了一氧化碳的金原子可以源源不斷地把反應分子輸送到載體和金顆粒的介面處,從而與吸附在介面的氧氣分子發生反應,大大加快了反應速率。因此金催化的尺寸效應可以由奈米金顆粒在反應條件下能否生成金的動態單原子而得以解釋。

上述發現提高了人們對傳統奈米金催化劑尺寸效應的認識,研究中所提出的動態單原子催化的反應模式可以解釋更多的金屬奈米催化現象,對奈米催化劑的動態反應機理研究具有重要的指導意義。

4樓:不乖的

奈米金即指金的微小顆粒,其直徑在1~100nm,具有高電子密度、介電特性和催化作用,能與多種生物大分子結合,且不影響其生物活性。

奈米金離子,由於分子結構極小可將其用運在化妝品配方中,其載體遠遠小於角質層的100奈米,是**可以吸收90%以上的活性物質。由此奈米金能在在肌膚上起到超級導體作用,將產品中新增的營養成分匯入肌膚,喚醒沉睡細胞。

在細胞核內全面抵禦肌膚老化,抵抗外界引起的過敏,激化肌膚細胞再生,促進肌膚的新陳代謝,同時金離子所產生的微理迴圈能量,能徹底清潔肌膚上堆積的廢物、角質及汙垢,增加肌膚細緻度及透明度。

5樓:匿名使用者

奈米金粒活化纖維細胞,瞬間喚醒沉睡細胞,強化膠原與纖維的緊密度,修補疤痕、扶平皺紋、緊實肌膚,提高細胞組織活化,抗氧化及抗衰老,令肌膚自發性的展現韻律性規則的收縮。配合**助手膜及速拉膜,對胸部、臀部的提升和全身**密合、毛孔縮小、淡化色素效果明顯,並對抗外來侵害、抗菌、抑菌,令全身肌膚如嬰兒般細膩光滑。

奈米金粒通過按摩奈米金顆粒即刻全面滲入**真皮層,讓肌膚保水能力倍增,肌膚自行產生更多的膠原蛋白對抗自由基,防止**老化,使面部**細紋減少,**變得飽滿緊實,充滿彈性,從細胞到肌膚整個活化起來,只需一週肌膚變得白皙柔嫩。

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