多相催化
基本简介
多相催化指催化剂自成一相的催化反应。[1]
多相催化作用是现代化学工业中一个极其重要的问题。其中气固相的催化作用应用得尤为广泛。
例如催化裂化、催化重整、催化加氢、脱氢、氨的合成、接触法制造H2SO4等等都是气固相的催化反应。
详细说明
多相催化剂参与下的化学反应。在催化反应中，催化剂与反应物发生化学作用，改变了反应途径，从而降低了反应的活化能，这是催化剂得以提高反应速率的原因。如化学反应A+B→AB，所需活化能为E，加入催化剂C后，反应分两步进行。[2]
A+C→AC
AC+B→AB+C
这两步的活化能都比E值小得多。根据阿伦尼乌斯公式k=Ae-E/RT，由于催化剂参与反应使E值减小，从而使反应速率显著提高。也有某些反应，催化剂参与反应后，活化能E值改变不大，但指前因子A值明显增大（或解释为活化熵增大），也导致反应速率加快。
催化作用可分以下几种类型：
①均相催化。催化剂与反应物均处于同一相中的催化作用，如均相酸碱催化、均相络合催化等。均相催化大多在液相中进行。均相催化剂的活性中心比较均一，选择性较高，副反应较少，但催化剂难以分离、回收和再生。
②多相催化。发生在两相界面上的催化作用。通常催化剂为多孔固体，反应物为液体或气体。在多相催化反应中，固体催化剂对反应物分子发生化学吸附作用，使反应物分子得到活化，降低了反应的活化能，而使反应速率加快。固体催化剂表面是不均匀的，只有部分点对反应物分子发生化学吸附，称为活性中心。工业生产中的催化作用大多属于多相催化。
③生物催化。生物体内在酶作用下进行的催化反应。酶的催化作用具有高选择性、高催化活性、反应条件温和等特点，但受温度、溶液中的pH值、离子强度等因素影响较大。
④自动催化。反应产物的自我催化作用。在一些反应中，某些反应的产物或中间体具有催化功能，使反应经过一段诱导期后速率大大加快。自催化作用是发生化学振荡的必要条件之一。
其他还有电催化、光助催化、光电催化等......