一、催化劑的催化原理
催化劑的(de)催(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)原(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)理是降低(di)反(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)所需要(yao)(yao)(yao)的(de)條件(jian),根據有效碰撞理論,分子(zi)(zi)之(zhi)間的(de)有效碰撞是發(fa)生(sheng)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)學反(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)的(de)條件(jian),而只有活(huo)(huo)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)分子(zi)(zi)、原(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)子(zi)(zi)或(huo)離子(zi)(zi)才能發(fa)生(sheng)有效碰撞。因此,在發(fa)生(sheng)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)學反(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)之(zhi)前,反(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)物需要(yao)(yao)(yao)吸收(shou)能量,由普通(tong)分子(zi)(zi)、原(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)子(zi)(zi)、離子(zi)(zi)轉變成活(huo)(huo)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)分子(zi)(zi)、原(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)子(zi)(zi)、離子(zi)(zi),這(zhe)種能量稱為(wei)活(huo)(huo)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)能。正(zheng)催(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)可(ke)以使反(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)的(de)活(huo)(huo)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)能大(da)大(da)降低(di),使得一些原(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)本需要(yao)(yao)(yao)激烈條件(jian),如高(gao)溫、高(gao)壓等才能發(fa)生(sheng)的(de)反(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)在較溫和的(de)條件(jian)下即可(ke)發(fa)生(sheng),因此大(da)大(da)加快了反(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)速(su)率。而負催(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)則通(tong)過提高(gao)反(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)的(de)活(huo)(huo)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)能使反(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)較難發(fa)生(sheng),降低(di)了反(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)速(su)率。
二、催化劑的組成成分及作用
絕大(da)多數催化劑有三類可以區分的組分:活(huo)性組分、載體(ti)、助催化劑。
1、活性組分
活(huo)性組(zu)分是催化劑(ji)的主要(yao)成(cheng)分,有時(shi)由(you)一種物(wu)(wu)質(zhi)組(zu)成(cheng),有時(shi)由(you)多(duo)種物(wu)(wu)質(zhi)組(zu)成(cheng)。
活性組分分類:
2、載體
載(zai)體是(shi)(shi)催(cui)化(hua)活(huo)性(xing)(xing)(xing)組(zu)分(fen)(fen)的(de)分(fen)(fen)散劑(ji)(ji)、黏合劑(ji)(ji)或支撐體,是(shi)(shi)負載(zai)活(huo)性(xing)(xing)(xing)組(zu)分(fen)(fen)的(de)骨架。將活(huo)性(xing)(xing)(xing)組(zu)分(fen)(fen)、助催(cui)化(hua)劑(ji)(ji)組(zu)分(fen)(fen)負載(zai)于(yu)載(zai)體上所制得的(de)催(cui)化(hua)劑(ji)(ji)成為負載(zai)型(xing)催(cui)化(hua)劑(ji)(ji)。
常用載(zai)體(ti)的類型:低(di)比(bi)表面積的有(you):剛玉、碳化硅(gui)、浮石、硅(gui)藻土、石棉、耐火(huo)磚;高(gao)比(bi)表面積的有(you):氧(yang)化鋁(lv)、SiO2-Al2O3、鐵礬土、白土、氧(yang)化鎂、硅(gui)膠、活性(xing)炭。
3、助催化劑
助催化劑是加入到催化劑中的少量(liang)物質,是(shi)催化(hua)劑(ji)(ji)的輔助成分,其(qi)本身沒有活性(xing)(xing)或者活性(xing)(xing)很小,但是(shi)它們加入到(dao)催化(hua)劑(ji)(ji)中后,可(ke)以(yi)改變催化(hua)劑(ji)(ji)的化(hua)學組成、化(hua)學結構(gou)、離子價態、酸(suan)堿性(xing)(xing)、晶格結構(gou)、表面結構(gou)、孔結構(gou)、分散狀態、機械強度等,從而提高催化(hua)劑(ji)(ji)的活性(xing)(xing)、選擇(ze)性(xing)(xing)、穩定性(xing)(xing)和壽(shou)命。