多相催化
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多相催化(英语:Heterogeneous catalysis)是指催化剂相与反应物或产物相不同的催化作用[1]。 该过程与反应物、产物和催化剂存在于同一相中的均相催化形成对比。 相位不仅可以区分固体、液体和气体成分,还可以区分不混溶的混合物(例如油和水),或任何存在界面的地方。
多相催化通常涉及固相催化剂和气相反应物[2]。 在这种情况下,在催化剂表面发生分子吸附、反应和脱附的循环。 热力学、传质和传热会影响反应速率(动力学)。
多相催化非常重要,因为它可以实现更快的大规模生产和选择性产物形成[3]。 世界上大约 35% 的 GDP 受到催化的影响[4]。 90% 的化学品(按体积计)的生产得到固体催化剂的帮助[2]。 化学和能源工业严重依赖多相催化。 例如,哈伯-博施法 (Haber-Bosch process) 在氨的合成中使用金属催化剂,氨是肥料的重要成分; 2016 年生产了 1.44 亿吨氨[5]。
这里的相不仅指固体,液体,气体,而且也指不混溶的液体,例如, 油和水。绝大多数实际的多相催化剂是固体,而绝大多数反应物是气体或液体[6]。在化学和能源行业的许多领域,多相催化是至关重要的。多相催化吸引了1936年的弗里茨·哈伯(Fritz Haber)和卡尔·博施(Carl Bosch),1932年的欧文·朗缪尔(Irving Langmuir),和2007年的格哈德·埃特尔(Gerhard Ertl)荣获诺贝尔奖[7][8][9][10][11]。