简述固体酸催化剂的酸性和催化性能的关系？酸催化反映的活性中心就是酸中心，有些酸催化反应，要求特种类型的酸中心，酸中心的类型、组成、表面酸中心
的数目、强度及其与催化剂活性、选择性的关系，是现在理论与实践中最迫切的问题。酸位的性质与催化作用的关系①大多数的酸催化反应是在B酸
位上进行的，很多反应单独L酸位是不显活性的，有B酸位的存在才起着催化作用。不仅如此，催化反应的速率与B酸位的浓度之间存在良好的关系
。②各种有机物的乙酰化反应，要用L酸位催化。③有些反应，如烷基芳烃的歧化，不仅要求在B酸位上发生，而且要求非常强的B酸。有些反应，
随所使用的催化剂酸强度的不同，发生不同的转化。④催化反应对固体酸催化剂酸位依赖的关系是复杂的，有些反应要求L酸位和B酸位在催化剂表
面临近处共存时才进行。不同类型的酸活性中心会有不同的催化效果。对硅酸铝催化剂的实际考察表明，催化剂脱水程度增加时，Lewis酸中心
数目增加，质子酸中心数目减少，同时催化活性增加；但脱水达到一定限度后，活性开始下降，这表明质子酸数目也不宜太少。在实际生产中，催化
剂再少也有少量的水蒸气，以保证所需的质子酸。简述催化剂表征的常见物理测试技术（至少两种）？XRDXRD即X-raydiffra
ction的缩写，X射线衍射，通过对材料进行X射线衍射，分析其衍射图谱，获得材料的成分、材料内部原子或分子的结构或形态等信息的研
究手段。工作原理X射线是原子内层电子在高速运动电子的轰击下跃迁而产生的光辐射，主要有连续X射线和特征X射线两种。晶体可被用作X光的
光栅，这些很大数目的粒子（原子、离子或分子）所产生的相干散射将会发生光的干涉作用，从而使得散射的X射线的强度增强或减弱。由于大量粒
子散射波的叠加，互相干涉而产生最大强度的光束称为X射线的衍射线。满足衍射条件，可应用布拉格公式：2dsinθ=nλ应用已知波长的X
射线来测量θ角，从而计算出晶面间距d，这是用于X射线结构分析；另一个是应用已知d的晶体来测量θ角，从而计算出特征X射线的波长，进而
可在已有资料查出试样中所含的元素。常用软件：Pcpdgwin，Searchmatch，Highscore和Jade热重分析热重
分析（ThermogravimetricAnalysis，TG或TGA），是指在程序控制温度下测量待测样品的质量与温度变化关系的
一种热分析技术，用来研究材料的热稳定性和组份。TGA在研发和质量控制方面都是比较常用的检测手段。热重分析在实际的材料分析中经常与其
他分析方法连用，进行综合热分析，全面准确分析材料。基本概念：根据国际热分析协会（InternationalConfederati
onforThermalAnalysis，缩写ICTA）的定义，热重分析指温度在程序控制时，测量物质质量与温度之间的关系的技
术。这里值得一提的是，定义为质量的变化而不是重量变化是基于在磁场作用下，强磁性材料当达到居里点时，虽然无质量变化，却有表观失重。而
热重分析则指观测试样在受热过程中实质上的质量变化。热重分析所用的仪器是热天平，它的基本原理是，样品重量变化所引起的天平位移量转化成
电磁量，这个微小的电量经过放大器放大后，送入记录仪记录；而电量的大小正比于样品的重量变化量。当被测物质在加热过程中有升华、汽化、分
解出气体或失去结晶水时，被测的物质质量就会发生变化。这时热重曲线就不是直线而是有所下降。通过分析热重曲线，就可以知道被测物质在多少
度时产生变化，并且根据失重量，可以计算失去了多少物质（如CuSO4·5H2O中的结晶水）。从热重曲线上我们就可以知道CuSO4·5
H2O中的5个结晶水是分三步脱去的。TGA可以得到样品的热变化所产生的热物性方面的信息。简述光催化剂的作用原理？通俗意义上讲触媒
就是催化剂的意思，光触媒顾名思义就是光催化剂。催化剂是加速化学反应的化学物质，其本身并不参与反应。光催化剂就是在光子的激发下能够起
到催化作用的化学物质的统称。光催化技术是在20世纪70年代诞生的基础纳米技术，在中国大陆我们会用光触媒这个通俗词来称呼光催化剂。典
型的天然光催化剂就是我们常见的叶绿素，在植物的光合作用中促进空气中的二氧化碳和水合成为氧气和碳水化合物。总的来说纳米光触媒技术是一
种纳米仿生技术，用于环境净化，自清洁材料，先进新能源，癌症医疗，高效率抗菌等多个前沿领域。半导体光催化剂大多是n型半导体材料（当前
以为TiO2使用最广泛）都具有区别于金属或绝缘物质的特别的能带结构,即在价带(ValenceBand,VB)和导带(Conduct
ionBand,CB)之间存在一个禁带(ForbiddenBand,BandGap)。由于半导体的光吸收阈值与带隙具有式K=124
0/Eg(eV)的关系,因此常用的宽带隙半导体的吸收波长阈值大都在紫外区域。当光子能量高于半导体吸收阈值的光照射半导体时,半导体的
价带电子发生带间跃迁,即从价带跃迁到导带,从而产生光生电子(e-)和空穴(h+)。此时吸附在纳米颗粒表面的溶解氧俘获电子形成超氧负
离子,而空穴将吸附在催化剂表面的氢氧根离子和水氧化成氢氧自由基。而超氧负离子和氢氧自由基具有很强的氧化性,能将绝大多数的有机物氧化至最终产物CO2和H2O,甚至对一些无机物也能彻底分解。 |
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