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催化作用可分为均相催化和非均相催化两种。如果催化剂和反应物同处于气态或液态,即为均相催化。
均相催化Homogeneous catalysis
其中最重要最普通的一种是酸碱催化反应。如酯类的水解以H 离子作催化剂。
在均相催化中,催化剂跟反应物分子或离子通常结合形成不稳定的中间物即活化络合物。这一过程的活化能通常比较低,因此反应速率快,然后中间物又跟另一反应物迅速作用(活化能也较低)生成最终产物,并再生出催化剂。
该过程可表示为:
A B=AB(慢)
A C=AC(快)
AC B=AB C(快)
式中A、B为反应物,AB为产物,C为催化剂。
由于反应的途径发生了改变,将一步进行的反应分为两步进行,两步反应的活化能之和也远比一步反应的低。该理论被称为“中间产物理论”。
若催化剂为固态物质,反应物是气态或液态时,即称为非均相催化。
在非均相催化过程中,催化剂是固体物质,固体催化剂的表面存在一些能吸附反应物分子的特别活跃中心,称为活化中心。反应物在催化剂表面的活性中心形成不稳定的中间化合物,从而降低了原反应的活化能,使反应能迅速进行。催化剂表面积越大,其催化活性越高。因此催化剂通常被做成细颗粒状或将其附载在多孔载体上。许多工业生产中都使用了这种非均相催化剂,如石油裂化,合成氨等,使用大量的金属氧化物固体催化剂。该理论称为“活化中心理论”。 催化剂可以同样程度地加快正、逆反应的速率,不能使化学平衡移动,不能改变反应物的转化率。 请注意加快逆反应也就是减慢反应速率,这种催化剂也叫负催化剂。
在均相催化中,催化剂跟反应物分子或离子通常结合形成不稳定的中间物即活化络合物。这一过程的活化能通常比较低,因此反应速率快,然后中间物又跟另一反应物迅速作用(活化能也较低)生成最终产物,并再生出催化剂。
作用机理 ZXL-001纳米二氧化钛光催化反应机理:纳米TiO2光催化降解机理共分为7个步骤来完成光催化的过程:1、 TiO2 + hv→ eˉ+ h+2、 h+ + H2O→OH + H+3、 e...
乙醛:分子式为C2H4O,相对分子质量为44.05,无色液体,溶于水和乙醇等有机溶剂,沸点21℃。工业制乙醛方程式: 2CH₃CH₂OH+O₂→ 2CH₃...
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...
脱铝丝光沸石对α—蒎烯烷氧基化反应催化作用 …
以盐酸水热处理方法制备了一系列脱铝丝光沸石催化剂,测定了其表面酸度和酸强度分布;考察了α-蒎烯与脂肪醇的烷氧基化反应中,催化剂表面酸性、脂肪醇分子结构、性质等的影响;确定了该反应催化剂的适宜酸强度,探讨了催化剂内、外表面酸中心对该反在的贡献。
脱铝丝光沸石对α-蒎烯烷氧基化反应催化作用的研究
以盐酸水热处理方法制备了一系列脱铝丝光沸石催化剂,测定了其表面酸度和酸强度分布;考察了α- 蒎烯与脂肪醇的烷氧基化反应中,催化剂表面酸性、脂肪醇分子结构、性质等的影响;确定了该反应催化剂的适宜酸强度,探讨了催化剂内、外表面酸中心对该反应的贡献。结果表明:催化剂表面酸性显著影响该反应的活性和选择性,对α-蒎烯烷氧基化反应的适宜催化剂酸强度为- 8.2≤Ho≤-3.0;同时,脂肪醇分子几何结构大小对该反应的产物分布有明显影响,脱铝丝光沸石催化剂对该反应具有一定的产物分子择形作用。
《均相催化原理及应用》系统阐述了均相催化的原理和应用。全书共分五章,前两章介绍了催化的基本概念,均相催化的特点,热力学和动力学以及配位化学的基本知识。第3、4章分别阐述了均相催化原理、各类均相催化反应过程和机理,以及相关的工业应用。第5章对均相催化的发展进行了简要介绍。
《均相催化原理及应用》可供从事催化、石油化工、精细化工以及药物研究和开发的科研人员参考,也可作为高等学校研究生和高年级本科生教材之用。
催化反应釜广泛应用于石油、化工、橡胶、农药、染料、医药、食品,用来完成硫化、硝化、氢化、烃化、聚合、缩合等工艺过程的压力容器,例如反应器、反应锅、分解锅、聚合釜等;材质一般有碳锰钢、不锈钢、锆、镍基(哈氏、蒙乃尔、因康镍)合金及其它复合材料。
催化反应釜具有耐数显微型、耐腐蚀、生产能力强等优点,广泛用于医药、饮料、化工、颜料、树脂、科研等工业部门。催化反应釜是融合了反应容器,反应条件控制系统,原料进料、产品导出系统的一类生产或实验器械。
按照所遵循化学反应机理的不同,可将均相沉淀法分成六类:
上述尿素水解法就属于这一类。尿素水解不但可用来制取紧密的、较重的无定形沉淀,也可用于沉淀草酸钙、铬酸钡等晶态沉淀,因为草酸钙可溶于酸性溶液中,借助于尿素水解缓慢升高pH,草酸钙就生长为晶形良好的粗粒沉淀。这类方法也包括缓慢降低溶液pH的办法,例如借助于β-羟乙基乙酸酯水解生成的乙酸,缓慢降低pH,可以使【Ag(NH3)2】Cl分解,生成大颗粒的氯化银晶体沉淀。
解产生所需的沉淀离子这类方法所用的试剂种类很多,控制释出的离子有PO婯、SO娸、C2O娸、S、CO娫、Cl等,以及8-羟基喹啉,N-苯甲酰胲等有机沉淀剂。所得的沉淀绝大部分属于晶态沉淀,只要控制好反应的速率,常能得到晶形良好的大颗粒晶体,从而减小了共沉淀现象,取得好的分离效果。
1950年中国学者顾翼东等使钨的氯络合物或草酸络合物缓慢分解,以析出密实沉重的钨酸沉淀。这是首次采用控制金属离子释出速率的办法进行均相沉淀。类似的方法还有利用乙二胺四乙酸(EDTA)络合金属离子,然后以过氧化氢氧化分解EDTA,使释出金属离子进行均相沉淀。络合物分解法通常能获得良好的沉淀,但由于反应过程中破坏了络合剂,有时候沉淀分离的选择性会受到影响。
例如,用ClO婣氧化I成IO婣,使钍沉淀成为碘酸钍。IO婣离子也可由高碘酸还原而得。中国学者蔡淑莲则在有 IO婣的硝酸溶液中,用过硫酸铵或溴酸钠作氧化剂,把Ce(Ⅲ)氧化为Ce(Ⅳ),这样所得的碘酸高铈,质地密实,便于过滤和洗涤,可使铈与其他稀土元素很好地分离,灼烧成氧化物后,适合于作铈的定量分析。
除了让一种试剂分解产生所需的沉淀离子外,也可在溶液中让构造简单的试剂合成为结构复杂的螯合(见螯合作用)沉淀剂,以进行均相沉淀,即在能生成沉淀的介质条件下,直接合成有机试剂,使它边合成,边沉淀。例如,借助于亚硝酸钠与β-萘酚反应合成 α-亚硝基-β-萘酚,可均相沉淀钴;借助于丁二酮与羟胺合成丁二酮肟,可均相沉淀镍和钯;用苯胲与亚硝酸钠合成N-亚硝基苯胲,可均相沉淀铜、铁、钛、锆等。
20世纪70年代,酶化学反应也应用到均相沉淀中。例如,Mn(Ⅱ)和8-羟基喹啉生成的螯合物在pH为5时并不沉淀。加入尿素,置于35℃恒温水浴中,由于该温度下尿素基本不水解,仍不起反应,溶液依然是澄清的。加入很少量的脲酶后,脲酶对尿素水解有催化作用,溶液的pH才缓慢上升,这样可得性能良好的Mn(C9H6ON)2沉淀。过滤洗净后,在170℃烘干称重,即可测定锰。
均相沉淀不仅能改善沉淀的性质和沉淀分离的效能,而且是研究沉淀和共沉淀过程的很有效的工具。