什么叫 液相催化,固相催化?

来源:百度知道 编辑:UC知道 时间:2024/06/04 04:11:24
rt

这是一个十分复杂的问题。几十年来,有关催化剂的资料积累了许多,也提出过不少的催化理论,但至今还缺乏适用范围广泛的理论来阐明催化剂的作用原理,并指导人们更好地选择催化剂。这是由于催化反应,特别是多相催化反应,是一个十分复杂的问题。它不仅涉及一般的化学反应机理,而且还涉及到固体物理学、结构化学和表面化学等学科,而这些都是人们至今还在探索的科学领域。另一方面,催化理论的研究,还必须借助于先进的实验手段,但目前研究催化剂反应机理的实验工具还不够完善,至今人们还无法洞察催化反应在进行过程中催化剂表面的结构变化,以及反应物在具体催化过程中的转化情况。目前催化理论落后于催化剂在工业生产中所获得的巨大成就,所以必须加强催化学科基础理论的研究。

催化剂与反应物同处于均匀的气相或液相中的催化称为单相催化(又叫均相催化)。单相催化一般认为是反应物与催化剂先生成一定的中间产物,然后催化剂又从这些中间产物中产生出来。反应物与催化剂形成中间产物,再由中间产物变为产物的总的活化能,要比反应物之间直接反应成为生成物的活化能小得多。

催化剂自成一相(固相),在催化剂表面进行的催化作用叫做多相催化。对于多相催化反应,目前有三种理论:即活性中心理论、活化络合物理论和多位理论。

(1)活性中心理论

活性中心理论认为,催化作用发生在催化剂表面上的某些活性中心。由于这些活性中心对反应物分子产生化学吸附,使反应物分子变形,化学键松弛,呈现活化状态,从而发生催化作用。在固体表面,活性中心存在于棱角、突起或缺陷部位。因为这些部位的价键具有较大的不饱和性,所以具有较大的吸附能力。通常活性中心只占整个催化剂表面的很小部分。例如,合成氨的铁催化剂的活性中心只占总表面积的0.1%。活性中心理论可以解释:为什么微量的毒物就能使催化剂丧失活性(毒物破坏或占据活性中心),为什么催化剂的活性与制备条件有关(制备条件能影响晶体结构,即影响活性中心的形成)。

(2)活化络合物理论

活化络合物理论阐明了活性中心是怎样使反应物活化的,这种理论认为,反应物分子被催化剂的活性中心吸附以后,与活性中心形成一种具有活性的络合物(称为活化络合物)。由于这种活化络合物的形成,使原来分子中的化学键松弛,因