1 多相催化 Heterogeneous catalysis

多相催化指催化劑自成一相的催化反應。
多相催化作用是現代化學工業中一個極其重要的問題。其中氣固相的催化作用應用得尤為廣泛。
例如催化裂化、催化重整、催化加氫、脫氫、氨的合成、接觸法製造H2SO4等等都是氣固相的催化反應。

2詳細說明

多相催化劑參與下的化學反應。在催化反應中,催化劑與反應物發生化學作用,改變了反應途徑,從而降低了反應的活化能,這是催化劑得以提高反應速率的原因。如化學反應A+B→AB,所需活化能為E,加入催化劑C后,反應分兩步進行。
A+C→AC
AC+B→AB+C
這兩步的活化能都比E值小得多。根據阿倫尼烏斯公式k=Ae-E/RT,由於催化劑參與反應使E值減小,從而使反應速率顯著提高。也有某些反應,催化劑參與反應后,活化能E值改變不大,但指前因子A值明顯增大(或解釋為活化熵增大),也導致反應速率加快。
催化作用可分以下幾種類型:
①均相催化。催化劑與反應物均處於同一相中的催化作用,如均相酸鹼催化、均相絡合催化等。均相催化大多在液相中進行。均相催化劑的活性中心比較均一,選擇性較高,副反應較少,但催化劑難以分離、回收和再生。
②多相催化。發生在兩相界面上的催化作用。通常催化劑為多孔固體,反應物為液體或氣體。在多相催化反應中,固體催化劑對反應物分子發生化學吸附作用,使反應物分子得到活化,降低了反應的活化能,而使反應速率加快。固體催化劑表面是不均勻的,只有部分點對反應物分子發生化學吸附,稱為活性中心。工業生產中的催化作用大多屬於多相催化。
③生物催化。生物體內在酶作用下進行的催化反應。酶的催化作用具有高選擇性、高催化活性、反應條件溫和等特點,但受溫度、溶液中的pH值、離子強度等因素影響較大。
④自動催化。反應產物的自我催化作用。在一些反應中,某些反應的產物或中間體具有催化功能,使反應經過一段誘導期后速率大大加快。自催化作用是發生化學振蕩的必要條件之一。
其他還有電催化、光助催化、光電催化等......
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