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合成高分子催化剂指人工合成的、具有催化活性的高分子。
名称:合成高分子催化剂;synthetic polymeric catalyzator
指人工合成的、具有催化活性的高分子。主要包括以离子交换树脂为代表的高分子酸碱催化剂、吸附有三氯化铝和三氟化硼等无机盐的路易斯酸和过酸催化剂、带有光敏感结构的高分子光催化剂、带有嘧唑等类酶结构的水解和脱羰基高分子催化剂、含有冠醚和季铵结构的高分子相转移催化剂、配体经过高分子化的过渡金属络合物催化剂。与小分子同类产品相比,高分子化的催化剂在反应体系中一般不溶解,为非均相催化剂,有利于反应后催化剂的回收再用和产物的分离纯化。高分子催化剂还是重要的电极表面修饰材料,用于光能转换装置和化学敏感器的研制。
与相应的小分子反应试剂盒催化剂相比,反应型高分子具有哪些特点???反应性高分子是带有反应性官能团的高分子。可分为高分子试剂、高分子催化剂和离子交换树脂,具有广泛的应用前景
高性能高分子;highperformancepolymer;高性能工程塑料。含义很广,大体上可分为两方面:一是指高模量、高强度及耐高温高分子材料等;二是指具有某种重要的功能的高分子材料,如高模量高强度...
近代催化重整催化剂的金属组分主要是铂,酸性组分为卤素(氟或氯),载体为氧化铝。其中铂构成脱氢活性中心,促进脱氢反应;而酸性组分提供酸性中心,促进裂化、异构化等反应。改变催化剂中的酸性组分及其含量可以调...
高分子概论高分子合成材料
高分子概论高分子合成材料
高分子粘接剂合成工艺
高分子粘接剂合成工艺
名称:非金属系合成高分子催化剂;non-metallic synthetic polymeric catalyzator
如各种离子交换树脂酸碱催化剂、高分子光化学催化剂、高分子相转移催化剂、高分子路易斯酸催化剂、高分子水解和脱羰基催化剂等。高分子化的非金属催化剂多数是将同类型的小分子催化剂通过高分子化过程制备的,所用的载体多为有机聚合物或者无机固体材料。高分子化后可以简化反应过程,有利于催化剂的回收。
对化学反应具有催化作用的高分子。主要有天然高分子催化剂和合成高分子催化剂两大类。前者如酶,后者如固定化酶、模拟酶和高分子金属催化剂等。
在生物体内所进行的化学反应,几乎全部是酶催化的。酶是由各种氨基酸联结组成的高分子,有的还含有金属离子(金属酶)。酶的特点是在常温常压下具有很高的活性和选择性。发酵工业早就使用酶作为催化剂。但是,酶是水溶性的,不容易回收再使用,因此在实际应用上受到很大的限制。为了克服这个缺点,到了20世纪50年代,人们开始研究把酶连接在合成高分子上的所谓固定化酶。
利用酶的官能团(-NH2、-COOH、-SH、咪唑基、苯酚基等)与合成高分子的官能团进行反应可以制得。例如,含-C6H4NCS的聚丙烯酰胺与含-NH2的酶作用,可得如下的固定化酶(见结构式a):
固定化酶可用于催化氧化、还原、重排、水解、异构化等反应。例如,固定化氨基酰化酶可使N-酰化-D,L-氨基酸进行选择性水解。所产生的L-氨基酸可利用溶解度的差别,与N-酰化-D-氨基酸分离,此法已工业化。固定化酶属于半合成高分子催化剂。
60年代,关于模拟酶的合成高分子催化剂的研究逐渐活跃起来。酶的催化作用,与其具有光学活性的特殊高级结构和高分子链上的各种官能团所引起的分子内协同效应有关。因此,所谓模拟酶就是用合成方法来模拟酶的结构,以获得高活性、高选择性的催化剂。最简单的模型是在高分子链上引进种种官能团。例如,聚4-乙烯咪唑(b) 能够催化对硝基苯酚乙酸酯的水解,而其催化活性比低分子咪唑 (c)高。如果除了咪唑基以外还含有苯酚基的高分子(d),则它在碱性溶液(pH为9.1)中
的催化活性更高。这些现象被认为是高分子效应所引起的。
模拟金属酶的高分子催化剂叫做高分子金属催化剂。在此以前,均相催化剂用的是有机金属络合物,虽然活性和选择性较高,但是在空气中或受潮后容易失去活性,对金属反应器有腐蚀性,反应后分离和回收催化剂困难,在工业上的应用受到了一定的限制。为了克服这些缺点,60年代末期,出现了把有机金属络合物固定在高分子上的所谓高分子金属催化剂。例如,高分子铑络合物 (e)
和相对应的低分子铑络合物RhCl【P(C6H5)3】3,都能在常温常压下催化烯烃的加氢,并且反应机理也相似。所不同的是,低分子络合物溶液接触到空气就失去活性,而且有腐蚀性;但是高分子铑络合物在空气中很稳定,几乎没有腐蚀性,而且反应完成后,用过滤的方法可回收使用。另一个特点是用高分子催化剂时,加氢速率受烯烃分子的形状和大小的影响较大,即底物(反应物)选择性高;但用低分子络合物时,选择性很低。另外,由于高分子效应,某些高分子金属络合物比低分子 金属络合物催化活性高。例如,芳香烃的加氢是比较困难的,用一般的低分子催化剂,需要在高温高压下才能够进行。但是用二氧化硅为载体的聚γ-二苯基膦丙基硅氧烷-铂络合物(f),在常温常压下对各种芳香烃的加氢具有较高的催化活性,而且稳定性也较高。此外,在氧化、硅氢加成、异构化、醛化、聚合等方面也出现了很多有效的高分子金属催化剂。
常见的酶在生产和生活中的应用:
洗涤剂工业:(加酶洗衣粉等)碱性蛋白酶类 易于洗去衣物上的血渍、奶渍等污渍,加酶洗衣粉不能用于丝、毛等天然蛋白质纤维类织品的洗涤。 淀粉酶类餐厅洗碗机的洗涤剂,用于去除难溶的淀粉残迹等
烘烤食品:真菌产生的a一淀粉酶催化淀粉降解成可被酵母利用的糖,面包等食品制作等蛋白酶类(饼干松化剂)制作饼干过程中,水解面粉中的蛋白质;乳制品生产中,水解乳清蛋白。有利于食品中蛋白类营养的消化吸收。
酿酒工业: 麦芽中的淀粉酶、蛋白酶、葡聚糖酶。将酿酒原料淀粉和蛋白质降解成能被酵母利用的单糖、氨基酸和肽,从而提高乙醇的产量。 β一葡聚糖酶 分解β-葡聚糖,降低麦汁粘度,加快麦汁过滤速度,避免因β-葡聚糖引起的啤酒混浊。 木瓜蛋白酶去除啤酒储存过程中生成的混沌物
肉类烹饪: 木瓜蛋白酶(嫩肉粉)菠萝蛋白酶分解肉的胶原蛋白,使肉类嫩滑。木瓜蛋白酶的最适宜温度为600C,适宜pH7-7.5,不要在高温和酸性环境下使用。
乳制品工业: 凝乳酶 奶酪生产的凝结剂,并可用于分解蛋白质。 乳糖酶降解乳糖为葡萄糖和半乳糖,获得没有乳糖的牛乳制品,有利于乳品的消化吸收。
制糖工业: 淀粉酶等将淀粉转化为葡萄糖及各类糖浆 葡萄糖异构酶 用于将葡萄糖转化为甜度高的果糖,生产高果糖浆。
纺织工业: 淀粉酶广泛地应用于纺织品的褪浆,其中细菌淀粉酶能忍受100~110℃的高温操作条件。纤维素酶代替沙石洗工艺处理制作牛仔服的棉布,提高牛仔服质量。
制革工业: 胰蛋白酶类 除去毛皮中特定蛋白质使皮革软化,也可用于皮革脱毛。
在选择和设计金属催化剂时,常考虑金属组分与反应物分子间应有合适的能 量适应性和空间适应性,以利于反应分子的活化。然后考虑选择合适的助催化剂和催化剂载体以及所需的制备工艺,并严格控制制备条件,以满足所需的化学组成和物理结构,包括金属晶粒大小和分布等。除贵金属外,还原态的金属催化剂均极为活泼,易于被氧化。催化剂生产厂为了贮运的方便,多以氧化物状态提供商品,用户经活化处理或在使用过程中才还原成金属状态。活化的方法、条件十分重要。有些催化剂生产厂也提供某些预还原的氨合成用的铁催化剂,以缩短用户的开工期,并保证催化剂的使用特性。