均相催化反應

均相催化反應

均相催化反應是催化劑與反應物同處於一均勻物相中的催化作用。有液相和氣相均相催化。液態酸鹼催化劑,可溶性過渡金屬化合物催化劑和碘、一氧化氮等氣態分子催化劑的催化屬於這一類。均相催化劑的活性中心比較均一,選擇性較高,副反應較少,易於用光譜、波譜、同位素示蹤等方法來研究催化劑的作用,反應動力學一般不複雜。但均相催化劑有難以分離、回收和再生的缺點。

2015年9月22日至25日,由中國化學會催化委員會均相催化專業委員會主辦,大連理工大學精細化工國家重點實驗室、大連理工 大學石油與化學工程學院承辦的“第十四屆全國均相催化學術討論會”在遼寧省大連市舉辦。

基本介紹

  • 中文名:均相催化反應
  • 英文名:Homogeneous catalysis
  • 催化類型:液相和氣相均相催化
  • 特點:活性中心比較均一,選擇性較高等
催化作用,均相催化劑,

催化作用

催化作用可分為均相催化和非均相催化兩種。如果催化劑和反應物同處於氣態或液態,即為均相催化。
均相催化Homogeneous catalysis
其中最重要最普通的一種是酸鹼催化反應。如酯類的水解以H+離子作催化劑。
在均相催化中,催化劑跟反應物分子或離子通常結合形成不穩定的中間物即活化絡合物。這一過程的活化能通常比較低,因此反應速率快,然後中間物又跟另一反應物迅速作用(活化能也較低)生成最終產物,並再生出催化劑。
該過程可表示為:
A+B=AB(慢)
A+C=AC(快)
AC+B=AB+C(快)
式中A、B為反應物,AB為產物,C為催化劑。
由於反應的途徑發生了改變,將一步進行的反應分為兩步進行,兩步反應的活化能之和也遠比一步反應的低。該理論被稱為“中間產物理論”。
若催化劑為固態物質,反應物是氣態或液態時,即稱為非均相催化。
在非均相催化過程中,催化劑是固體物質,固體催化劑的表面存在一些能吸附反應物分子的特別活躍中心,稱為活化中心。反應物在催化劑表面的活性中心形成不穩定的中間化合物,從而降低了原反應的活化能,使反應能迅速進行。催化劑表面積越大,其催化活性越高。因此催化劑通常被做成細顆粒狀或將其附載在多孔載體上。許多工業生產中都使用了這種非均相催化劑,如石油裂化,合成氨等,使用大量的金屬氧化物固體催化劑。該理論稱為“活化中心理論”。 催化劑可以同樣程度地加快正、逆反應的速率,不能使化學平衡移動,不能改變反應物的轉化率。 請注意加快逆反應也就是減慢反應速率,這種催化劑也叫負催化劑。

均相催化劑

在均相催化中,催化劑跟反應物分子或離子通常結合形成不穩定的中間物即活化絡合物。這一過程的活化能通常比較低,因此反應速率快,然後中間物又跟另一反應物迅速作用(活化能也較低)生成最終產物,並再生出催化劑。

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