催化劑是能改變化學(xué)反應速率，而本身的質(zhì)量、組成和化學(xué)性質(zhì)在參加化學(xué)反應前后保持不變的物質(zhì)。又稱(chēng)做觸媒。催化劑分為和正催化劑逆催化劑，正催化劑有助于反應向正方向移動(dòng)，逆催化劑有助于反應向逆方向移動(dòng)。
1 基本簡(jiǎn)介
催化劑又稱(chēng)觸媒，在初中階段的定義是能改變化學(xué)反應速率，而本身的質(zhì)量、組成和化學(xué)性質(zhì)在參加化學(xué)反應前后保持不變的物質(zhì)。例如二氧化錳可以作為過(guò)氧化氫（雙氧水）分解的催化劑。催化劑分為和正催化劑逆催化劑，正催化劑有助于反應向正方向移動(dòng)，逆催化劑有助于反應向逆方向移動(dòng)。
2基本分類(lèi)
（1）均相催化劑：催化劑和反應物同處于一相，沒(méi)有相界存在而進(jìn)行的反應，稱(chēng)為均相催化作用，能起均相催化作用的催化劑為均相催化劑。均相催化劑包括液體酸、堿催化劑和色可賽思固體酸和堿性催化劑。溶性過(guò)渡金屬化合物(鹽類(lèi)和絡(luò )合物)等。均相催化劑以分子或離子獨立起作用，活性中心均一，具有高活性和高選擇性。
（2）多相催化劑：多相催化劑又稱(chēng)非均相催化劑呈現在不同相（Phase）的反應中，即和它們催化的反應物處于不同的狀態(tài)。例如：在生產(chǎn)人造黃油時(shí)，通過(guò)固態(tài)鎳（催化劑），能夠把不飽和的植物油和氫氣轉變成飽和的脂肪。固態(tài)鎳是一種多相催化劑，被它催化的反應物則是液態(tài)（植物油）和氣態(tài)（氫氣）。一個(gè)簡(jiǎn)易的非均相催化反應包含了反應物（或zh-ch:底物;zh-tw:受質(zhì)）吸附在催化劑的表面，反應物內的鍵因十分的脆弱而導致新的鍵產(chǎn)生，但又因產(chǎn)物與催化劑間的鍵并不牢固，而使產(chǎn)物出現。目前已知許多表反應發(fā)生吸附反應的不同可能性的結構位置。
（3）生物催化劑：酶是生物催化劑，是植物、動(dòng)物和微生物產(chǎn)生的具有催化能力的有機物（絕大多數的蛋白質(zhì)。但少量RNA也具有生物催化功能），舊稱(chēng)酵素。生物體的化學(xué)反應幾乎都在酶的催化作用下進(jìn)行。酶的催化作用同樣具有選擇性。例如，淀粉。酶催化淀粉水解為糊精和麥芽糖，蛋白酶催化蛋白質(zhì)水解成肽等�；畹纳矬w利用它們來(lái)加速體內的化學(xué)反應。如果沒(méi)有酶，生物體內的許多化學(xué)反應就會(huì )進(jìn)行得很慢，難以維持生命。大約在37℃的溫度中（人體的溫度），酶的工作狀態(tài)是最佳的。如果溫度高于50℃或60℃，酶就會(huì )被破壞掉而不能再發(fā)生作用。因此，利用酶來(lái)分解衣物上的污漬的生物洗滌劑，在低溫下使用最有效。酶在生理學(xué)、醫學(xué)、農業(yè)、工業(yè)等方面，都有重大意義。目前，酶制劑的應用日益廣泛。
3 基本用途
在化工生產(chǎn)、科學(xué)家實(shí)驗和生命活動(dòng)中，催化劑都大顯身手。例如，硫酸生產(chǎn)中要用五氧化二釩作催化劑。由氮氣跟氫氣合成氨氣，要用以鐵為主的多分組催化劑，提高反應速率。在煉油廠(chǎng)，催化劑更是少不了，選用不同的催化劑，就可以得到不同品質(zhì)的汽油、煤油�；ず铣伤嵝院蛪A性色可賽思催化劑。車(chē)尾氣中含有害的一氧化碳和一氧化氮，利用鉑等金屬作催化劑可以迅速將二者轉化為無(wú)害的二氧化碳和氮氣。酶是植物、動(dòng)物和微生物產(chǎn)生的具有催化能力的蛋白質(zhì)，生物體的化學(xué)反應幾乎都在酶的催化作用下進(jìn)行，釀造業(yè)、制藥業(yè)等都要用催化劑催作。
4 制備方法
（1）機械混合法：將兩種以上的物質(zhì)加入混合設備內混合。此法簡(jiǎn)單易行，例如轉化-吸收型脫硫劑的制造，是將活性組分（如二氧化錳、氧化鋅、碳酸鋅）與少量粘結劑(如氧化鎂、氧化鈣)的粉料計量連續加入一個(gè)可調節轉速和傾斜度的轉盤(pán)中，同時(shí)噴入計量的水。粉料滾動(dòng)混合粘結，形成均勻直徑的球體，此球體再經(jīng)干燥、焙燒即為成品。乙苯脫氫制苯乙烯的Fe-Cr-K-O催化劑，是由氧化鐵、鉻酸鉀等固體粉末混合壓片成型、焙燒制成的。利用此法時(shí)應重視粉料的粒度和物理性質(zhì)。
（2）沉淀法：此法用于制造要求分散度高并含有一種或多種金屬氧化物的催化劑。在制造多組分催化劑時(shí)，適宜的沉淀條件對于保證產(chǎn)物組成的均勻性和制造優(yōu)質(zhì)催化劑非常重要。通常的方法是在一種或多種金屬鹽溶液中加入沉淀劑（如碳酸鈉、氫氧化鈣），經(jīng)沉淀、洗滌、過(guò)濾、干燥、成型、焙燒(或活化)，即得最終產(chǎn)品。如果在沉淀桶內放入不溶物質(zhì)（如硅藻土），使金屬氧化物或碳酸鹽附著(zhù)在此不溶物質(zhì)上沉淀，則稱(chēng)為附著(zhù)沉淀法。沉淀法需要高效的過(guò)濾洗滌設備，以節約水，避免漏料損失。
（3）浸漬法：將具有高孔隙率的載體（如硅藻土、氧化鋁、活性炭等）浸入含有一種或多種金屬離子的溶液中，保持一定的溫度，溶液進(jìn)入載體的孔隙中。將載體瀝干，經(jīng)干燥、煅燒，載體內表面上即附著(zhù)一層所需的固態(tài)金屬氧化物或其鹽類(lèi)(圖1)。浸漬法可使催化活性組分高度分散，并均勻分布在載體表面上，在催化過(guò)程中得到充分利用。制備含貴金屬（如鉑、金、鋨、銥等）的催化劑常用此法，其金屬含量通常在 1%以下。制備價(jià)格較貴的鎳系、鈷系催化劑也常用此法，其所用載體多數已成型，故載體的形狀即催化劑的形狀。另有一種方法是將球狀載體裝入可調速的轉鼓(圖2)內，然后噴入含活性組分的溶液或漿料，使之浸入載體中，或涂覆于載體表面。
�。�4）噴霧蒸干法：用于制顆粒直徑為數十微米至數百微米的流化床用催化劑。如間二甲苯流化床氨化氧化制間二甲腈催化劑的制造，先將給定濃度和體積的偏釩酸鹽和鉻鹽水溶液充分混合，再與定量新制的硅凝膠混合，泵入噴霧干燥器內，經(jīng)噴頭霧化后，水分在熱氣流作用下蒸干，物料形成微球催化劑，從噴霧干燥器底部連續引出。
�。�5）熱熔融法：熱熔融法是制備某些催化劑的特殊方法，適用于少數不得不經(jīng)過(guò)熔煉過(guò)程的催化劑，為的是借助高溫條件將各個(gè)組分熔煉稱(chēng)為均勻分布的混合物，配合必要的后續加工，可制得性能優(yōu)異的催化劑。這類(lèi)催化劑常有高的強度、活性、熱穩定性和很長(cháng)的使用壽命。主要用于制造氨合成所用的鐵催化劑。將精選磁鐵礦與有關(guān)的原料在高溫下熔融、冷卻、破碎、篩分，然后在反應器中還原。
（6）浸溶法：從多組分體系中，用適當的液態(tài)藥劑（或水）抽去部分物質(zhì)，制成具有多孔結構的催化劑。例如骨架鎳催化劑的制造，將定量的鎳和鋁在電爐內熔融，熔料冷卻后成為合金。將合金破碎成小顆粒，用氫氧化鈉水溶液浸泡，大部分鋁被溶出（生成偏鋁酸鈉），即形成多孔的高活性骨架鎳。
�。�7）離子交換法：某些晶體物質(zhì)（如合成沸石分子篩）的金屬陽(yáng)離子（如Na）可與其他陽(yáng)離子交換。 將其投入含有其他金屬（如稀土族元素和某些貴金屬）離子的溶液中，在控制的濃度、溫度、pH條件下，使其他金屬離子與 Na進(jìn)行交換。由于離子交換反應發(fā)生在交換劑表面，可使貴金屬鉑、鈀等以原子狀態(tài)分散在有限的交換基團上，從而得到充分利用。此法常用于制備裂化催化劑，如稀土-分子篩催化劑。
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