多相催化
維基百科,自由的 encyclopedia
多相催化(英語:Heterogeneous catalysis)是指催化劑相與反應物或產物相不同的催化作用[1]。 該過程與反應物、產物和催化劑存在於同一相中的均相催化形成對比。 相位不僅可以區分固體、液體和氣體成分,還可以區分不混溶的混合物(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劑和氣相反應物[2]。 在這種情況下,在催化劑表面發生分子吸附、反應和脫附的循環。 熱力學、傳質和傳熱會影響反應速率(動力學)。
多相催化非常重要,因為它可以實現更快的大規模生產和選擇性產物形成[3]。 世界上大約 35% 的 GDP 受到催化的影響[4]。 90% 的化學品(按體積計)的生產得到固體催化劑的幫助[2]。 化學和能源工業嚴重依賴多相催化。 例如,哈伯-博施法 (Haber-Bosch process) 在氨的合成中使用金屬催化劑,氨是肥料的重要成分; 2016 年生產了 1.44 億噸氨[5]。
這裡的相不僅指固體,液體,氣體,而且也指不混溶的液體,例如, 油和水。絕大多數實際的多相催化劑是固體,而絕大多數反應物是氣體或液體[6]。在化學和能源行業的許多領域,多相催化是至關重要的。多相催化吸引了1936年的弗里茨·哈伯(Fritz Haber)和卡爾·博施(Carl Bosch),1932年的歐文·朗繆爾(Irving Langmuir),和2007年的格哈德·埃特爾(Gerhard Ertl)榮獲諾貝爾獎[7][8][9][10][11]。