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sm2011木蟲 (正式寫手)
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吸附—自動(dòng)催化理論
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挖掘鈦白粉....
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- 專業(yè): 化學(xué)反應(yīng)工程
【答案】應(yīng)助回帖
sm2011(金幣+2, 博學(xué)EPI+1): 2012-02-06 10:17:28
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氣體還原氮化法 一般地講，高溫固相反應(yīng)法制得的發(fā)光粉比較容易結(jié)塊，顆粒的粒徑比較大，通常還需要進(jìn)行后處理如粉碎等工藝。而對(duì)于硬度高，團(tuán)聚嚴(yán)重的熒光粉而言，粉碎必然會(huì)造成顆粒表面的破壞，從而導(dǎo)致大量表面缺陷的產(chǎn)生，直接影響發(fā)光性能。另外，顆粒大小的分布也不均勻，使得粉體的堆積密度小而增大散射系數(shù)，降低了發(fā)光效率。另外，有些氮化物熒光粉合成時(shí)必要的金屬或者金屬氮化物，不僅價(jià)格昂貴，而且在空氣中極不穩(wěn)定，導(dǎo)致這些氮化物熒光粉的制備過程復(fù)雜，生產(chǎn)成本高。因此，需要開發(fā)合適的、簡單的、成本低廉的合成方法來制備顆粒均勻、性能優(yōu)異的氮化物熒光粉。 氣體還原氮化法是一個(gè)行之有效的簡單的合成二元系氮化物常用的方法，也是合成三元系或者多元系氮化物熒光粉的方法。例如，張青紅等人在NH3中加熱Al2O3到1000-1400oC就可以得到AlN粉末，其反應(yīng)式為如下所示： 反應(yīng)式：Al2O3 + 2NH3 ----> 2AlN + 3H2O (5) 氨氣分解：2NH3 ----> N2 +3H2 (6) 氧化物還原：Al2O3 + 3H2 ----> 2Al + 3H2O (7) 金屬氮化：2Al + N2 ----> 2AlN (8) 氣體還原氮化包括兩個(gè)過程：氣體還原金屬氧化物和金屬單質(zhì)的氮化，兩個(gè)過程實(shí)際上都是一個(gè)氣-固反應(yīng)。氣體還原金屬氧化物的機(jī)理，現(xiàn)在普遍接受的觀點(diǎn)是吸附-自動(dòng)催化理論。這種理論認(rèn)為，氣體還原劑還原金屬氧化物，分為以下幾個(gè)步驟：第一步是氣體還原劑如NH3被氧化物吸附。第二步是被吸附的還原劑分子與固體氧化物中的氧相互作用并產(chǎn)生新相。第三步是反應(yīng)的氣體產(chǎn)物從固體表面上解吸。在反應(yīng)速度與時(shí)間的關(guān)系曲線上具有自動(dòng)催化的特點(diǎn)。 吸附 MeO(s) + X(g) ----> MeO*X (吸附) (9) 反應(yīng) MeO*X(吸附) -----> Me*XO (吸附) (10) 解吸 Me*XO(吸附) -----> Me+XO(g) (11) MeO(s) + X(g) -----> Me+XO(g) (12) 氣體還原金屬氧化物總起來有以下過程：(1)氣體還原劑分子由氣流中心擴(kuò)散到固體外表面而按吸附機(jī)理發(fā)生化學(xué)還原反應(yīng)。(2)氣體通過金屬擴(kuò)散到氧化物-金屬界面上發(fā)生還原反應(yīng)。(3)氧化物的氧通過金屬擴(kuò)散到金屬-氣體界面上可能發(fā)生反應(yīng)。(4)氣體反應(yīng)產(chǎn)物通過金屬轉(zhuǎn)移到金屬外表面。(5)氣體反應(yīng)產(chǎn)物從金屬外表面擴(kuò)散到氣流中心而除去。金屬單質(zhì)的氮化過程就是被還原的金屬與氮?dú)膺M(jìn)行反應(yīng)得到金屬氮化物的過程。 40年代邱發(fā)洛夫等提出的吸附自動(dòng)催化理論把還原反應(yīng)分解為三步：氣體還原劑吸附在礦石鐵氧化物的表面FeO+B—FeO．B；吸附還原劑與氧化物晶格中的氧原子發(fā)生反應(yīng)，形成仍處于吸附狀態(tài)的新相分子——還原產(chǎn)物FeO•B—Fe•BO；新相分子由礦石表面解吸Fe•BO一Fe+BO。該理論認(rèn)為第二步產(chǎn)生的新相對(duì)反應(yīng)起了催化作用，它使反應(yīng)速度加快，呈指數(shù)函數(shù)急劇上升。 |
2樓2012-02-04 11:58:31
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