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工业催化答案完整版
第一章催化剂基本知识
1、名词解释
(1)活性:
催化剂使原料转化得速率,工业生产上常以每单位容积(或质量)催化剂在单位时间内转化原料反应物得数量来表示,如每立方米催化剂在每小时内能使原料转化得千克数。
(2)选择性:
目得产物在总产物中得比例,实质上就是反应系统中目得反应与副反应间反应速度竞争得表现。
(3)寿命:
指催化剂得有效使用期限。
(4)均相催化反应:
催化剂与反应物同处于一均匀物相中得催化作用。
(5)氧化还原型机理得催化反应:
催化剂与反应物分子间发生单个电子得转移,从而形成活性物种。
(6)络合催化机理得反应:
反应物分子与催化剂间配位作用而使反应物分子活化。
(7)(额外补充)什么就是络合催化剂?
答:
一般就是过渡金属络合物、过渡金属有机化合物。
(8)反应途径:
反应物发生化学反应生成产物得路径。
(9)催化循环:
催化剂参与了反应过程,但经历了几个反应组成得循环过程后,催化剂又恢复到初始态,反应物变成产物,此循环过程为催化循环。
(10)线速度:
反应气体在反应条件下,通过催化床层自由体积得得速率。
(11)空白试验:
在反应条件下,不填充催化床,通入原料气,检查有无壁效应,就是否存在非催化反应。
(12)催化剂颗粒得等价直径:
催化剂颗粒就是不规则得,如果把催化剂颗粒等效成球体,那么该球体得直径就就是等价直径。
(13)接触时间:
在反应条件下得反应气体,通过催化剂层中得自由空间所需要得时间。
(14)初级离子:
内部具有紧密结构得原始粒子。
(15)次级粒子:
初级粒子以较弱得附着力聚集而成-----造成固体催化剂得细孔。
2.叙述催化作用得基本特征,并说明催化剂参加反应后为什么会改变反应速度?
①催化剂只能加速热力学上可以进行得反应,而不能加速热力学上无法进行得反应。
②催化剂只能加速反应趋于平衡,而不能改变平衡得位置(平衡常数)。
③催化剂对反应具有选择性。
④催化剂得寿命。
催化剂之所以能够加速化学反应趋于热力学平衡点,就是由于它为反应物分子提供了一条轻易进行得反应途径。
3.从反应途径说明什么就是催化循环?
催化剂就是一种化学物质,她借助于反应物间得相互作用而起催化作用,在完成催化得一次反应后,又恢复到原来得化学状态,因而能循环不断地起催化作用。
催化剂暂时得介入反应,在反应物系得始态与终态间架起了新得通道,从而改变了反应得某种不稳定得活性中间络合物,后者再继续反应生成产物与恢复成原来得催化剂。
这样不断循环起作用。
4.说明催化科学得特点与催化剂与催化过程在化工生产中得效果?
应用催化得方法,既能提高反应速率,又能对反应方向进行控制,且催化剂原则上就是不消耗得。
效果:
更新原料路线,采用更廉价原料,革新工艺流程,促进新工艺过程得开发;缓与工艺操作条件,打到节能降耗得目得;开发新产品,提高产品收率,改善产品质量;消除环境污染或开发从原料到产品得整个化工过程,对资源得有效利用以及污染控制得环境有友好得“绿色催化工艺”等。
5、说明均相催化反应与非均相催化反应各有何优缺点?
均相催化优点:
反应性能单一,具有特定得选择性;反应条件温与,有利于节能;因其作用机理较清楚明晰,易于精心设计调配研究与把握。
缺点:
稳定性差,与产物分离困难。
非均相催化剂得最大优点就是容易从反应体系中分离出来,这就是相对于均相催化剂而言得、
缺点则就是催化效率不如均相催化剂,反应也不如均相催化剂容易控制、
6.催化剂得作用有几个方面?
①提高反应速率②控制反应方向
7·典型催化反应分哪几种类型?
工业催化剂就是如何分类得?
1)按催化体系分均相、非均相与酶催化反应
2)按催化反应类型分类分为加氢反应,氧化反应,裂解反应,聚合反应,水合反应等等。
3)按催化反应机理分酸碱反应与氧化还原反应、
工业催化剂:
化肥催化剂,炼油催化剂,石油催化剂
8·固体催化剂得组成成分主要有哪些?
固体催化剂得组成包括主催化剂、助催化剂与载体、
9、分别说明什么就是助催化剂与载体?
她们各自有哪些类型?
1)助催化剂就是加入到催化剂中得少量物质,就是催化剂得辅助成分,其本身没有活性或者活性很小。
载体就是催化活性组分得分散剂、黏合物与支撑体,使负载活性组分得骨架。
2)助催化剂类型:
结构性助催化剂电子型助催化剂调变型助催化剂扩散型助催化剂毒化型助催化剂
载体得类型:
低比表面积载体有刚玉、碳化硅、浮石、硅藻土、石棉等
高比表面积载体有氧化铝、铁矾土、白土、氧化镁、硅胶、活性炭等
10、简述载体得功能,如何理解其中得助催化剂及其催化作用?
功能:
1.提供有效得表面与孔结构
2.维持活性组分高度分散就是载体最重要得功能之一
3.增强催化剂得机械强度
4.改善催化剂得传导性
5.减少活性组分含量
6.载体提供附加得活性中心
7.活性组分与载体之间得溢流现象与强相互作用
11、催化剂得纹理构造即表面积与孔结构与反应系统得特征有关。
表面积与孔结构通过什么途径来调节?
催化剂得表面积与孔结构可由制备方法与条件来调节
12.催化剂得物理性状有哪些?
催化剂得密度定义有几种?
怎样测定?
孔结构
机械强度
比表面积:
指每克催化剂得表面积
空隙率:
指催化剂床层得空隙体积与催化剂床层总体积之比
表观密度:
即包括催化剂颗粒中得孔隙容积时,该颗粒得密度
堆积密度:
就是对催化剂反应床层而言。
即当催化剂自由地进入反应器中时,包括床层中得自由空间,每单位体积反应器中催化剂得到质量。
13简述多相催化得反应步骤,说明外、内扩散与内、外扩散得系数
1)反应物分子从气流中向催化剂表面与孔内扩散
2)反应物分子在催化剂内表面上吸附
3)吸附得反应物分子在催化剂表面上相互作用或与气相分子作用进行化学反应
4)反应产物自催化剂内表面脱附
5)反应产物在孔内扩散并扩散到反应气流中去
外扩散与外扩散系数
扩散阻力:
催化剂颗粒周围得滞留层扩散动力:
催化剂颗粒外表面与气流层之间得浓度梯度
Fick定律:
通量=DE(CH-CS)
通量----反应物3分子通过滞留层得通量;DE----外扩散系数;CH----气流层中反应物浓度;Cs----催化剂颗粒外表面处得反应物浓度。
外扩散速率得大小与流体得流速、催化剂颗粒粒径及传质介质得密度、粘度等有关。
内扩散与内扩散系数D
扩散动力:
催化剂颗粒外表面与孔内之间得浓度梯度
Fick定律:
通量=DI(Cs-CI)
DI--内扩散系数;CI--催化剂颗粒孔内得反应物浓度;Cs---催化剂颗粒外表面处得反应物浓度。
14.说明宏观动力学与本征动力学方程得区别?
有扩散影响得动力学方程,称为宏观动力学方程
无扩散影响得动力学方程,成为本征动力学方程
第2章吸附与催化
1、名词解释
(1)定位吸附:
吸附物从一个吸附中心向另一吸附中心转移需克服能垒。
当吸附物不具有此能垒能量时不能向另一吸附中心转移,即为定位吸附。
(2)解离吸附:
吸附质分子在吸附剂上吸附时解离成原子或自由基得吸附。
(3)活化吸附与非活化吸附:
非活化吸附,没有活化能或者活化能很小,就是“快化学吸附”
活化吸附,有活化能,“慢化学吸附”
(4)均匀吸附与非均匀吸附:
均匀吸附,催化剂表面上得原子或者分子能量相同,形成相同吸附键能得吸附活性位。
非均匀吸附,催化剂表面上得原子或者分子能量不同,形成不同吸附键能得吸附活性位。
(5)吸附态:
在催化荆表面上吸附得分子,与其表面分子间形成吸附键,构成分子得吸附态。
2、根据氧得几种吸附态说明催化剂得选择性?
A.在过渡金属上,氧以分子态吸附,使之生锈M+O2-----MO2
B、在过渡金属氧化物上
(+e)(+e)(2e-)
O2(g)------O2(吸附)--------(02-)------2(O-)-----2(O2-)
(1)O2(吸附)为分子吸附态,
(2)02-为分子离子或离子基吸附态
(3)O-为离子吸附态,(4)02-为晶格氧
O2在催化剂表面化学吸附后得形状、电极、几构不同而形成四种。
。
。
吸附态,得到不同产物,因此催化剂具有选择性
3、什么就是σ-π配键,形成需要什么条件,它得主要作用就是什么?
条件:
A.金属具有空得d轨道(接受π电子)
B.金属有可供反馈得d电子提供给π轨道
C.金属与被吸附分子对称性匹配
作用:
双键活化。
一般得单键σ键,双键与三键中分别有一个与两个π键。
二键与三键与单键相比,除了σ键外,多出得都就是π键
4、双键活化主要靠什么途径,需要什么条件?
双键得活化可以通过端点碳原子得σ键型活化,也可以通过大π键型活化。
条件:
烯烃分子中有一个满得成键π轨道,还有一个空得π*反键轨道
5、氢在过渡金属及其氧化物表面上有几种吸附态,有何特征(无论何种吸附,都有负氢离子)?
6、何为物理吸附与化学吸附,两者有哪些主要区别?
写出氧得物理吸附态与化学吸附态。
物理吸附也称范德华吸附,它就是由吸附质与吸附剂分子间作用力所引起,此力也称作范德华力。
由于范德华力存在于任何两分子间,所以物理吸附可以发生在任何固体表面上。
化学吸附就是吸附质分子与固体表面原子(或分子)发生电子得转移、交换或共有,形成吸附化学键得吸附。
区别:
物理吸附就是借助分子间力。
吸附力弱,吸附热小,且就是可逆得,无选择性,分子量越大越容易发生。
化学吸附与一般得化学反应相似,就是借助于化学键力,遵从化学热力学与化学动力学得传统定律,具有选择性特征,吸附热大,一般就是不可逆得。
氧得化学吸附态:
7、吸附等温线有6种类型。
给出Langmuir吸附等温方程。
Langmuir吸附等温方程:
写作
或
8、说明BET关系式在催化剂得比表面得测试中得应用,简述表面积测定得原理。
第三章酸碱催化剂
1、超强酸:
固体酸得强度若超过100%硫酸得酸强度,则称为超强酸。
B酸:
能够给出质子得物质。
L酸:
能够接受电子对得物质
H0:
酸强度(给出质子得能力或者接受电子对得能力)函数
正碳离子:
就是带有正电荷得含碳离子。
一类重要得活性中间体,可用R3C+表示(R为烷基)。
润载型固体酸:
由液体酸附与固体载体构成。
静电场学说:
静电场模型认为:
阳离子在分子筛晶体表面会引起静电场,能够促进烃类分子极化冰造成半离子对,从而利于正碳离子性反应。
2、完整描述催化剂酸碱性质包括哪几方面,分别对催化剂活性、选择性有哪些影响?
三方面:
1、类型:
属于B酸、B碱、还就是L酸、L碱。
2、浓度:
酸中心得数量,以单位重量催化剂所含酸得毫摩尔数或单位表面积上酸中心数目表示。
3、强度:
酸强度对B酸来说就是给出质子得能力,对L酸来说就是接受电子对得能力。
影响:
1、随催化剂脱水程度得增加,L酸中心数目增加,但脱水到一定程度活性开始下降。
2、酸强度增加,反应活性提高3、大多数酸催化反应活性与酸浓度呈线性关系。
3、酸碱得定义有几种,酸碱得种类对催化作用有何影响?
如何检验酸得种类?
四种定义:
1、酸碱电离理论2、酸碱质子理论3、软硬酸碱理论4、酸碱电子理论
酸碱种类不同,酸碱中心类型、强度、浓度都不同,对催化剂得活性有影响。
用红外光谱法或核磁共振法检验酸得种类。
4、分子筛具有酸性吗?
为什么?
具有酸性;
分子筛得酸性不就是产生H+得能力强弱,而就是指路易斯酸性,即有低能量得空轨道,如Si与Al,在它们形成化合物后还存在3d空轨道,它们都体现路易斯路易斯酸性。
空轨道得能量越低,酸性越强。
5、氧化铝有几种晶型?
它们都有酸催化作用吗?
1)ρ-氧化铝, 2)χ-氧化铝,3)κ一氧化铝,4)η一氧化铝,5)γ一氧化铝,6)δ-氧化铝7)θ-氧化铝,8)α一氧化铝。
3)、5)、6)、7)都有酸催化作用
6、说明氧化物与混合氧化物酸中心得来源。
单氧化物酸中心来源:
IA、ⅡA族元素得氧化物常表现出碱性质,而ⅢA与过渡金属氧化物却常呈现酸性质。
ⅢA与过渡金属氧化物经过热处理后具有了酸中心。
混合氧化物酸中心得来源来源:
当两种氧化物形成复合物就是,两种正电荷元素得配位数维持不变;主组分氧化物得负电荷元素(氧)与配位数(指氧得键合数),对二元氧化物中所有得氧维持相同。
由价数不同或配位数不同得两种氧化物组成得混合氧化物可形成两个酸中心。
7、采用SiO2-MgO或SiO2-Al2O3混合氧化物为某反应得催化剂,若该反应要求H0>-4,或反应要求H0>2,就是根据其酸强度分布图,说明应选何种催化剂,为什么?
没有酸强度分布图,所以不好回答,具体只有参考课本66页有相关涉及资料糊弄一下吧。
8、简述怎样测定酸强度与酸浓度。
酸强度测定:
胺滴定法:
选用一种适合得pKa指示剂(碱),吸附与固体酸表面上,它得颜色将给出该酸得强度。
滴定时先称取一定量得固体酸悬浮于苯中,隔绝水蒸气条件下加入几滴所选定得指示剂,用正丁胺进行滴定。
利用各种不同pKa之得指示剂,就可求得不同强度酸得H0。
酸浓度测定:
测量酸强度得同事就测出了酸量,即酸浓度。
9.下图为一酸强度分布图,若某反映要求H0>-4,而另一反应要求H0>2,各选何种催化剂,为什么?
要求反应H0>-4,应该选用SiO2-Al2O3;要求反应H0<2,两种都可,但SiO2-MgO酸度更大,所以更佳。
10、叙述质子酸、碱催化(B酸、B碱)得反应特征。
对于B酸催化剂,反应物分子含有容易接受质子得原子(如N、O等)或基团时,可形成不稳定得阳离子活性中间物种;对于B碱催化剂,反应物应为易给出质子得化合物,以便形成阴离子得活性中间物种。
11、布朗斯特规律有何用途?
给出了一个反应,酸得催化系数ka与其电离常数Ka之间得对应关系,我们可以通过此关系预测催化剂得活性,为选择酸碱催化剂提供了参考。
如何判断一个反应就是酸催化还就是碱催化?
若Ka与ka得关系满足下式:
ka/p=Ga[(q/p)Ka]^α,则该反应为酸催化反应;如果满足下式kb/q=Gb[(q/p)Kb]^β,则该反应为碱催化反应。
12、正碳离子得化学特征:
①稳定性:
叔正C离子>仲正C离子>伯正C离子;②正碳离子得重排倾向0于形成更稳定得碳离子。
13、分子筛得构造:
可以分为三个层次:
①硅氧四面体(SiO4)与铝氧四面体(AlO4),她们构成了分子筛得骨架;②相邻得四面体由氧桥联结成得环;③氧环通过氧桥相互联结而形成具有三维空间得各种各样得多面体。
分子筛得基本结构单元:
硅氧四面体(SiO4)与铝氧四面体(AlO4)。
14、说明A型分子筛得笼型:
A型分子筛结构,类似于NaCl得立方晶系结构若将NaCl晶格中得Na+扣Cl-全部换成β笼用γ笼联结起来,就得到A型分子筛得晶体结构。
3A、4A、5A分子筛得区别在于分子筛中八元环孔径大小不同。
八元孔径为3Å对应得沸石称为3A分子筛,八元孔径为4Å对应得沸石称为4A分子筛,八元孔径为5Å得对应得沸石称为5A分子筛。
15、X型与Y型分子筛得主要区别在于Si/Al比不同,X型得1~1、5;Y型得为1、5~3。
为何催化活性Mg-Y>Mg-X:
因为Y型分子筛中SI比X型中得多
第四章金属催化剂
1名词解释
d空穴:
d能带上有能级而未被充满,它具有获得电子得能力
费米能级:
电子占用得最高能级、费米能级得物理意义就是,该能级上得一个状态被电子占据得几率就是1/2。
对于金属,绝对零度下,电子占据得最高能级就就是费米能级。
如果一个能带中得某一个能级得能量设为E,则该能级被电子占据得概率就是符合一个函数规律得即f(E),f(E)称为费米函数。
当f(E)=1/2时,得出得E得值对应得能级为费米能级。
d%:
杂化轨道中d原子轨道所占得百分数称为d特性百分数
晶面指数:
就是晶体得常数之一,就是晶面在3个结晶轴上得截距系数得倒数比,当化为整数比后,所得出得3个整数称为该晶面得米勒指数(Millerindex)。
六方与三方晶系晶体当选取4个结晶轴时,一个晶面便有4个截距系数,由它们得倒数比所得出得4个整数则称为晶面得米勒—布拉维指数(MillerBravaisindices)。
以上两种指数一般通称为晶面指数。
2、从催化剂得原子间距与晶面花样说明催化作用得空间因素
对于单位吸附,金属催化剂得空间因素对催化作用得影响较小:
双位吸附同时涉及两个吸附位,所以金属催化剂原子间距要与反应物分子得结构相适应:
多位吸附同时涉及两个以上吸附位,这不但要求金属催化剂原子间距要合适,还要求晶面花样也要合适。
3、Fe与Ni形成金属时分别形成d2sp2与d3sp2杂化轨道,请根据轨道图指出个轨道得类型及作用,并计算d%,并由此说明为什么合成氨催化剂用铁,而乙烯加氢催化剂用鎳。
成键轨道:
参与杂化,形成金属键
原子轨道:
与金属磁性与化学吸附有关
与Ni相比Fe得表面有足够得未匹配对电子与原子态得氮发生吸附,而且吸附强度适中,有利于加氢生成氮气。
乙烯在各种金属薄膜上催化加氢,随金属d%得增加,催化活性也增加,Ni得d%比Fe大,所以乙烯催化加氢催化剂用Ni、
4、从d空穴说明为何氨加氢用铁而烯烃加氢用镍?
烷烃得正常键交109、5°对应3、6A(上面有个圈),在宽双位得吸附物种收到大得扭曲,更有利于烯烃得催化加氢。
而镍得110与100晶面上得原子间距与3、6A很接近,故。
。
。
5、为什么乙烯加氢时得110得活性最高,环己烷脱氢111晶面活性最高?
晶体在其生长过程中由于参数得变化不同,在其表面上所暴露得得晶面不同,根据总表面能最小原则,晶体总就是尽可能暴露表面能较低得表面,不同表面成分,具有不同得催化性能。
简单立方晶体体:
100<110<1111;面心立方晶体:
111<100<110;体心立方晶体:
110<100<111
B催化作用
1、名词解释:
CFSE:
就是晶体场稳定化能
氧化加成:
指某些配位不饱与得过渡金属配位化合物有可能将一个中性分子XY分别还原为两个负离子x-与Y-,并分别加到中心金属原子(或离子)上去,中心金属同时被氧化。
2。
虽然加入各种不同得共价键都会产生氧化加成反应,最常见得就是加入碳-氢(C-H) ,氢-卤(H-X),及碳(sp3)-卤键。
sp2 共混得碳(如乙烯基),也可以发生氧化加成反应。
氧化加成反应得机理可以分为:
同步(concerted)加成,SN2型分步加成,电离型(ionic,X-Y键先断裂生成相应得阴阳离子)分步加成,以及自由基型分布加成。
以下分别就是同步加成与SN2型分步加成机理得图示。
还原消除:
还原消去反应就是氧化加成反应得逆反应。
反应之后产生X-Y化合物,若新形成得X-Y键度强度较强,反应平衡会往还原消去反应得方向移动。
不过X与Y原来需要在相邻得位置(cis)与中心金属原子配位,才会产生还原消去反应。
还原消去反应通常就是金属催化循环中产生最终产物得一步。
缔合循环:
反应物得活化过程在配位体内部形成,系统中无独立存在得第二种价态得催化剂物种。
共催化剂:
共催化剂就是能与主催化剂同时起作用得组分,二者缺一不可。
两者单独使用活性都很低,但组合起来却表现出很高得催化活性,所以称它们为共催化剂。
助催化剂:
就是催化剂得辅助成分,量较少;助剂本身无活性或活性很小,加入之后可以改变催化剂得 化学组成与结构,从而能提高催化剂得活性、选择性、稳定性或寿命。
2、计算正八面体构型d5高旋态得CFSE:
CFSE=-[2*6Dq+3(-4Dq)]=0
3、说明活性组分、共催化剂与助剂得作用主要得不同点:
活性组分就是真正在反应中起到关键作用得部分,而助催化剂就是提高活性组分得效能,共催化剂就是与主催化剂同时起作用得组分。
4、共催化剂与助催化剂有什么不同,并由此说明什么就是催化循环。
助催化剂就是加入到催化剂中得少量物质,就是催化剂得辅助成分,其本身没有活性或活性很小,但把它加入到催化剂中后,可以提高催化剂得活性、选择性、稳定性与寿命。
结构助催化剂:
阻止、减缓微晶烧结
调变助催化剂:
电子型助催化剂与前者不同,可改变催化剂得结构与化学特性
共催化剂:
单独活性极低同时存在高活性、
催化循环:
催化剂在参与反应过程中,先与反应物生成某种不稳定得活性中间络合物,后者再继续反应生成产物与恢复成原来得催化剂。
5、以乙烯氧化物制乙醛为例说明什么就是催化循环,PdCl2、CuCl2在催化剂组成中得功能就是什么?
如下
6、用价键理论解释含有d9、d8、d7电子得过渡金属离子与原子形成配合物就是可能得空间构型:
d9:
sp3正四面体,dsp2平面正方形(更稳定)cu2+Ag++平面正四方形
d8:
dsp2平面正方形
d7:
dsp3三角双锥,d2sp3正八面体。
7、什么就是缔合催化循环,举例说明。
缔合催化循环定义:
在催化反应过程中催化剂没有价态得变化,反应物分子活化经由催化剂与反 应物配位,形成络合物,再由络合物或其衍生出得活性中间物种进一步反应,生成 产物,并使催化剂复原。
反应物分子活化就是在络合物配位层中发生得。
举例:
固体酸催化剂作用下得乙烯水合反应。
8.什么就是非缔合催循环,举例说明。
非缔合催化循环定义:
在催化反应过程中催化剂以两种明显得价态存在,反应物得活化经由催化剂 与反应物分子间明显得电子转移过程,催化中心得两种价态对于反应物得活化就是独立得,这种催化循环称之为非缔合活化催化循环。
举例:
氧化亚氮在镍催化剂上得分解反应。
9、什么就是共催化循环,举例说明。
两种催化剂缺一不可,它们互为共催化剂,帮助实现催化循环,这种催化循环为共催化循环。
举例:
乙烯氧化制乙醛。
10、什么就是助催化循环,举例说明。
(1)共催化剂单独对反应无作用。
它使另一种催化剂再生时而自己失活,即帮助构成循环。
(2)助催化剂提高活性组分得活性。
(3)缺少共催化剂就无法构成循环过程,缺少助催化剂只就是降低催化过程效率。
举例说明:
羰化反应
11、形成空配位得方法。
(1)改变络合物中金属离子(原子)对称性。
(2)配位不饱与含有潜在得空位。
(3)借助外部能量造成空位。
12、通过实验确定取代反应得机理类型:
同位素追踪法
第五章过渡金属氧化物催化剂
名词解释
导带:
空带上得电子在能量上就是自由得,再外加电场得作用下,电子导电被称为导带
价带:
被形成晶体价键得电子占用得能带为价带
满带:
被电子充满得能带为满带
费米能级:
电子占用最高得能级为费米能级
本征半导体:
具有电子与空穴两种载流体传导得半导体,成为本征半导体
1、说明p型Cu2O杂质半导体导电得来源,并画出其半导体能谱图
非计量得化合物Cu2O,存在Cu+过剩,它们处于晶格得间隙中,由于晶格要保持电中性,间隙处过剩得Cu+拉住一个电子在附近,形成eCu+,在靠近导带附近形成一附加能级。
温度升高时,此eCu+拉住得电子释放出来,成为自由电子,这就就是Cu2O导电得来源。
2、毒气报警器应选用n型半导体还就是p型半导体,为什么?
若要提高其灵敏度,应掺入高阶杂质还就是低阶杂质?
毒气报警器:
煤气(CO、烃类)在n型半导体上吸附,CO、烃类形成正离子,并使n↑经过放大而报警。
应该掺入高阶杂质
3、什么就是n型、p型杂质半导体,说明其成因,并举例
当氧化物为非化学计量组成,或引入杂质可产生N型或P型半导体。
其中N型半导体:
靠自由电子导电而P型半导体:
靠空穴导电
n型半导体得生成(ZnO、CuO、V2O5、Fe2O3、WO3(高价氧化物))
(1)含有过量金属原子,如ZnO部分分解或还原而含有非化学计量得锌原子,过剩电子形成施主能级;
(2)用高价离子取代晶格中得正离子;(3)掺入电负性小得杂原子。
N型半导体得导电性取决于导带中得自由电子数。
提高温度、提高施主能级位置、增加施主杂质浓度都可
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