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触媒的深沉研究说明

2019-10-30 07:27:25    87次浏览

目前,对催化剂的作用还没有完全弄清楚。在大多数情况下,人们认为催化剂本身和反应物一起参加了化学反应,降低了反应所需要的活化能。有些催化反应是由于形成了很容易分解的“中间产物”,分解时催化剂恢复了原来的化学组成,原反应物就变成了生成物。有些催化反应是由于吸附作用,吸附作用仅能在催化剂表面最活泼的区域(叫做活性中心)进行。活性中心的区域越大或越多,催化剂的活性就越强。反应物里如有杂质,可能使催化剂的活性减弱或失去,这种现象叫做催化剂的中毒。

催化剂对化学反应速率的影响非常大,有的催化剂可以使化学反应速率加快到几百万倍以上。催化剂一般具有选择性,它仅能使某一反应或某一类型的反应加速进行。例如,加热时,甲酸发生分解反应,一半进行脱水,一半进行脱氢:

HCOOH=H2O+CO

HCOOH=H2+CO2

如果用固体Al2O3作催化剂,则只有脱水反应发生;如果用固体ZnO作催化剂,则脱氢反应单独进行。这种现象说明,不同性质的催化剂只能各自加速特定类型的化学反应过程。因此,我们利用催化剂的选择性,可使化学反应主要向某一方向进行。

在催化反应里,人们往往加入催化剂以外的另一物质,以增强催化剂的催化作用,这种物质叫做助催化剂。助催化剂在化学工业上极为重要。例如,在合成氨的铁催化剂里加入少量的铝和钾的氧化物作为助催化剂,可以大大提高催化剂的催化作用。

催化剂在现代化学工业中占有极其重要的地位,现在几乎有半数以上的化工产品,在生产过程里都采用催化剂。例如,合成氨生产采用铁催化剂,硫酸生产采用钒催化剂,乙烯的聚合以及用丁二烯制橡胶等三大合成材料的生产中,都采用不同的催化剂。

酶,是植物、动物和微生物产生的具有催化能力的蛋白质,旧称酵素。生物体的化学反应几乎都在酶的催化作用下进行。酶的催化作用同样具有选择性。例如,淀粉酶催化淀粉水解为糊精和麦芽糖,蛋白酶催化蛋白质水解成肽等。酶在生理学、医学、农业、工业等方面,都有重大意义。目前,酶制剂的应用日益广泛。

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