(2)金属与氧的键合和M=O键类型 以Co2+的氧化键合为例, Co2+ + O2 + Co2+ Co3+- O- Co3+ 可以有3种不同的成键方式成M=O的σ-π双键结合。(a)金属Co的eg轨道(,)与O2的孤对电子形成σ键;(b)金属Co的eg轨道与O2的π分子轨道形成σ键;(c)金属Co的t2g轨道(dxy,dxz,dyz)与O2的π*分子轨道开成π键。 (3) M=O键能大小与催化剂表面脱氧能力 复合氧化物催化剂给出氧的能力,是衡量它是否能进行选择性氧化的关键。如果M=O键解离出氧(级予气相的反应物分子)的热效应△HD小,则给出易,催化剂的活性高,选择性小;如果△HD大,则给出难,催化剂活性低;只有△HD适中,催化剂有中等的活性,但选择性好。 4 复合金属氧化物催化剂的结构化学 具有某一种特定的晶格结构的新化合的的生成,需要满足3个方面的要求:①控制化学计量关系的价态平衡;②控制离子间大小相互取代的可能;③修饰理想结构的配位情况变化,这种理想结构是基于假定离子是刚性的,不可穿透的,非畸变的球体。实际复合金属氧化物催化剂的结构,常是有晶格缺陷的,非化学计量的,且离子是可变形的。 任何稳定的化合物,必须满足化学价态的平衡。当晶格中发生高价离子取代低价离子时,就要结合高价离子和因取代而需要的晶格阳离子空位以满足这种要求。例如Fe3O4的Fe++离子,若按γ-Fe2O3中的电价平衡,可以书写成Fe □1/3○4。 阳离子一般小于阴离子。晶格结构总是由配置于阳离子周围的阴离子数所决定。对于二元化合物,配位数取决于阴阳离子的半径比,即ρ=r阳/r阴。 最后还有考虑离子的极化。因为极化作用能使围绕一个电子的电荷偏移,使其偏离理想化的三维晶格结构,以致形成层状结构,最后变为分子晶体,变离子键为共价键。 (1)尖晶石结构的催化性能
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