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» 多相催化

多相催化

1910
  • Paul Sabatier
反应器中的固体催化剂展示了物理化学中的非均相催化。

(图片仅供参考)

在异相催化中,催化剂与反应物处于不同相态。通常采用固体催化剂与气态或液态反应物反应。该过程包含多个步骤:反应物向催化剂表面的扩散,, 吸附 活性位点的形成、表面的化学反应、生成物的脱附以及生成物从表面扩散的过程。.

异相催化是现代化学工业的基石,占据绝大多数大规模工业流程的核心地位。其关键优势在于催化剂易于从产品流中分离,这简化了提纯过程并支持连续操作。催化剂通常为高比表面积的多孔固体,从而最大化活性位点的数量。 这类催化剂可分为无载体型(如铂网)或更常见的载体型——即在高比表面积载体材料(如氧化铝(Al₂O₃)、二氧化硅(SiO₂)或活性炭)上分散具有催化活性的金属纳米颗粒。.

该机制通常用朗缪尔-欣谢尔伍德模型来描述,涉及反应物分子在催化剂表面的吸附。这种吸附会削弱反应物内部的化学键,从而降低反应的活化能。吸附物质之间发生反应后,产物分子会从表面解吸,释放出活性位点,用于下一个催化循环。从反应物向表面的质量传递到产物的解吸,这些步骤中的任何一个都可能限制总速率。催化剂因中毒(杂质的强吸附)、结焦(碳质物质沉积)或烧结(高温下表面积损失)等过程而失活,是一个重大的实际挑战。

UNESCO Nomenclature: 2202
- 物理化学

类型

化学过程

中断

革命

用法

广泛使用

前体

  • 卡尔·威廉·舍勒和菲利斯·丰塔纳发现吸附
  • 迈克尔·法拉第对铂催化特性的研究
  • 保罗·萨巴蒂埃在有机化合物催化加氢方面的研究
  • 表面科学技术的发展

应用程序

  • 哈伯-博施法合成氨
  • 汽车催化转化器
  • 石油精炼中的流化催化裂化(FCC)
  • 费托合成燃料工艺
  • 接触法生产硫酸

专利:

NA

潜在创新理念

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相关领域:异相催化、固体催化剂、表面化学、吸附、活性位点、脱附、朗缪尔-欣谢尔伍德模型、催化剂载体、工业化学、质量传递。.

历史背景

多相催化

1904
1907
1909
1910
1912
1915
1915-11
1902
1907
1909
1910
1911-04-08
1913
1915
1916

(如果日期未知或不相关,例如“流体力学”,则提供其显著出现的近似估计)

相关发明、创新和技术原理

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