催化方法

催化方法是藉助於催化劑的作用,降低反應的活化能而有選擇性地加速化學反應進程的方法。其主要特點是:選擇性、加速反應進程和節能,因而有廣泛的實用價值。催化劑具有在化學反應過程中保持其化學性質前後不變的特性,它能加快化學反應速度和達到平衡的速度,而不能改變平衡常數。還可使化學反應沿著活化能降低的途徑加速進行,具有選擇性,可控制化學轉化方向。而且還有正催化作用(加速)和負催化作用(變慢)之分,因此,選擇合適的催化劑是關鍵。但它不能實現熱力學上不可能發生的反應,因此在選擇催化劑時,首先要判斷一下在給定條件下反應能否發生。催化方法可分為均相催化、多相催化、酶催化和生物催化等類別。

均相催化中主要是酸鹼催化和配位催化,後者是近年來均相催化進展的主流,它具有高活性、高選擇性、高穩定性的特點,廣泛套用於石油化工中。在化工生產中多數採用多相催化方法,包括金屬催化、半導體催化及絕緣體(主要是矽酸鋁和分子篩)催化,而酶催化則介於均相和多相催化之間。近年來有一種發展趨向把均相催化移植到多相催化體系中,使之具備二者之優點。通過催化劑的使用提高選擇性,降低副產物,增加主產物,簡化分離過程;加快反應速度,提高產量;降低活化能,達到節能和降低成本的目的等。該法在現代化學工業中有非常重要的作用。無論是無機化學工業中合成氨、硝酸、硫酸,還是有機化學工業中基本有機原料的合成、石油的裂化、合成橡膠、合成纖維、合成塑膠、有機染料、醫藥、農藥的生產都有廣泛套用。大約有80%以上的化學反應是藉助於催化劑完成的。目前,新型催化劑的研製,已成為發展化學工業和石油化學工業的重要課題之一。

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