气固相催化反应过程

气固相催化反应过程

气固相反应本征动力学是研究不受扩散干扰条件下的固体催化剂与其相接触的气体之间的反应动力学。

一般而言，气固相催化反应过程经历一下七个步骤：

①反应组分从流体主体向固体催化剂外表面传递（外扩散过程）

②反应组分从催化剂外表面相催化剂内表面传递（内扩散过程）

③反应组分在催化剂表面的活性中心吸附（吸附过程）

④在催化剂表面上进行化学反应（表面反应过程）

⑤反应产物在催化剂表面上脱附（脱附过程）

⑥反应产物从催化剂内表面向催化剂外表面传递（内扩散过程）

⑦反应产物从催化剂外表面向流体主体传递（外扩散过程）

七个步骤中，第①和第⑦步是气相主题通过气膜与颗粒处表面进行物质传递，称为外扩散过程；第②和⑥步是颗粒内的传质，称为内扩散过程；第③和第④步是在颗粒表面上进行化学吸附和化学脱附的过程；第⑤步是在颗粒表面上进行的表面反应动力学过程。

以上气割步骤是前后串联的：

外扩散内扩散

表面过程

由此可见，气固相催化反应过程是一个步骤过程。如果其中某一步骤的反应速率与其他各步的反应速率相比要慢得多，以致整个反应速率取决于这一步的反应速率，该步骤就称为反应速率控制步骤。反应过程达到定态时，各步骤的反应速率应该相等，且过程的反应速率等于

控制步骤的反应速率。这一点对于分析和解决实际问题非常重要。