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晶格间距与催化活性——多位理论晶格间距对于了解金属催化活性有一定的重要性。不同的晶面取向,具有不同的原子间距。不同的晶格结构,有不同的晶格参数。实验发现,用不同的金属膜催化乙烯加氢,其催化活性与晶格间距有一定关系。Fe、Ta、W等体心晶格金属,取[110]面的原子间距作晶格参数。活性高的金属为Rh,其晶格间距为0.375nm。这种结果与以d%表达的结果除W外都一致。多位理论的中心思想是:一个催化剂的活性,在很大程度上取决于存在有正确的原子空间群晶格,以便聚集反应物分子和产物分子。多位理论是由前苏联科学家巴兰金提出的,对于解释某些金属催化剂加氢和脱氢的反应有较好的效果。以苯加氢和环己烷脱氢为例,只有原子的排列呈六角形,且原子间距为(0.24~0.28)nm的金属才有催化活性,Pt、Pd、Ni金属符合这种要求,是良好的催化剂,而Fe、Th、Ca就不是。
钌有许多不同的化合价。不同价态的铑可以与多种物质形成络合物,因此铑催化剂的种类非常丰富。大多数钌催化剂具有良好的催化性能,常用于加氢、异构化、氧化和CH活化反应。
Buchwald–Hartwig芳胺化反应是常用的由芳基卤代物或芳基磺酸酯制备芳胺的反应。此反应的主要特点是利用催化量的钯和富电子配体进行催化反应。另外强碱(如叔丁醇钠)对于催化循环是的。Buchwald–HartwigC-N偶联反应简介。Buchwald-Hartwig偶联反应中常见的配体。Buchwald-Hartwig偶联25周年历程。钯催化下对烯烃进行烯基或芳基化的反应。另外不含β氢的卤代烃(主要是卤化苄)也可发生Heck反应,进行烷基化。
借用络合物化学中键合处理的配位场概念。在孤立的金属原子中,5个d轨道能级简并,引入面心立方的正八面体对称配位场后,简并能级发生分裂,分成t2g轨道和eg轨道。前者包括dxy、dxz和dyz,后者包括和。d能带以类似的形式在配位场中分裂成t2g能带和eg能带。eg能带高,t2g能带低。因为它们具有空间指向性,所以表面金属原子的成键具有明显的定域性。这些轨道以不同的角度与表面相交,这种差别会影响到轨道健合的有效性。用这种模型,原则上可以解释金属表面的化学吸附。不仅如此,它还能解释不同晶面之间化学活性的差别;不同金属间的模式差别和合金效应。如吸附热随覆盖度增加而下降,满意的解释是吸附位的非均一性,这与定域键合模型的观点一致。Fe催化剂的不同晶面对NH3合成的活性不同,如以[110]晶面的活性为1,则[100]晶面的活性为它的21倍;而[111]晶面的活性更高,为它的440倍。这已为实验所实。
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