环境功能材料-5-催化与催化剂

1.1催化科学和技术的发展历史1.2催化作用的化学本质1.3催化剂催化与催化现象一个化学反应要实现工业化，基本要求：反应要以一定的速度进行。求：反应要以一定的速度进行。提高反应速度可以有多种手段：提高反应速度可以有多种手段：加热方法加热方法缺乏缺乏足够的化学选择性，消耗能量光化学方法电化学方法消耗额外的能量辐射化学方法应用催化剂是提高反应速度和控制反应方向较为有效的方法。故催化作用和催化剂的研究应用，成为现代化学工业的重要课题之一。催化原理催化原理无机：合成氨、硝酸和硫酸无机：合成氨、硝酸和硫酸，，自然涉及自然涉及Fe,Pt,V2O5催化剂催化剂,有机：生产甲醇、乙酸（甲醇有机：生产甲醇、乙酸（甲醇+CO）和苯乙烯（乙苯脱氢）就）和苯乙烯（乙苯脱氢）就会涉及会涉及Cu-Zn-Al，，Rh络合物，络合物，Fe3O4-K2O-Cr2O3；；分析：化学传感器；分析：化学传感器；生物化工：酶催化剂；生物化工：酶催化剂；应用化学：合成高分子聚乙烯和聚丙烯用应用化学：合成高分子聚乙烯和聚丙烯用TiX4-AlR3（（X-卤卤素，素，R-烷基）催化剂；烷基）催化剂；催化原理催化原理1.1催化科学和技术的发展历史一.概念催化剂（catalyst,cat.）：是一种能改变热力学上允许的化学反应的速度，而在化学反应过程中不被明显消耗的物质。其中使反应速度加快---正催化过程减慢-----负催化（抑制剂）1.11．催化剂的发展历程•催化剂能够改变化学反应的反应速度催化剂能够改变化学反应的反应速度•却不改变化学反应热力学平衡位置却不改变化学反应热力学平衡位置例子：例子：N2+H2--------NH3•1、催化剂参与反应物之间的化学反应、催化剂参与反应物之间的化学反应•2、通过反应历程改变使化学反应的所需克服、通过反应历程改变使化学反应的所需克服的能垒数值大大减少。的能垒数值大大减少。•结果：结果：催化反应相对常规化学反应发生的条件温催化反应相对常规化学反应发生的条件温和得多，甚至常规条件下难以发生的反应，在和得多，甚至常规条件下难以发生的反应，在催化剂参与下实现了工业化生产。催化剂参与下实现了工业化生产。