三元催化劑的作用!
作者:訪客發(fā)布時(shí)間:2021-11-11分類:催化劑及助劑瀏覽:77
三元催化劑的作用是將發(fā)動(dòng)機(jī)排出來(lái)的有害氣體,Nox,So2,Co,Hc.等等,凈化之后再往大氣里排放。另外還有三種方法:碳罐技術(shù),廢氣再循環(huán)和恒溫進(jìn)氣系統(tǒng)都可以起到凈化作用。
催化劑 催化作用
催化劑
定義:根據(jù)IUPAC于1981年提出的定義,催化劑是一種物質(zhì),它能夠加速反應(yīng)的速率而不改變?cè)摲磻?yīng)的標(biāo)準(zhǔn)Gibbs自由焓變化。這種作用稱為催化作用。涉及催化劑的放映為催化反應(yīng)。
催化劑(catalyst)會(huì)誘導(dǎo)化學(xué)反應(yīng)發(fā)生改變,而使化學(xué)反應(yīng)變快或者在較低的溫度環(huán)境下進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)。
我們可在波茲曼分布(Boltzmann distribution)與能量關(guān)系圖(energy profile diagram)中觀察到,催化劑可使化學(xué)反應(yīng)物在不改變的情形下,經(jīng)由只需較少活化能(activation energy)的路徑來(lái)進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)。而通常在這種能量下,分子不是無(wú)法完成化學(xué)反應(yīng),不然就是需要較長(zhǎng)時(shí)間來(lái)完成化學(xué)反應(yīng)。但在有催化劑的環(huán)境下,分子只需較少的能量即可完成化學(xué)反應(yīng)。
催化劑分均相催化劑與非均相催化劑。非均相催化劑呈現(xiàn)在不同相(Phase)的反應(yīng)中(例如:固態(tài)催化劑在液態(tài)混合反應(yīng)),而均相催化劑則是呈現(xiàn)在同一相的反應(yīng)(例如:液態(tài)催化劑在液態(tài)混合反應(yīng))。一個(gè)簡(jiǎn)易的非均相催化反應(yīng)包含了反應(yīng)物(或zh-ch:底物;zh-tw:受質(zhì))吸附在催化劑的表面,反應(yīng)物內(nèi)的鍵因十分的脆弱而導(dǎo)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(xiàn)。目前已知許多表反應(yīng)發(fā)生吸附反應(yīng)的不同可能性的結(jié)構(gòu)位置。
僅僅由于本身的存在就能加快或減慢化學(xué)反應(yīng)速率,而本身的組成和質(zhì)量并不改變的物質(zhì)就叫催化劑。催化劑跟反應(yīng)物同處于均勻的氣相或液相時(shí),叫做單相催化作用;催化劑跟反應(yīng)物屬不同相時(shí),叫做多相催化作用。
使化學(xué)反應(yīng)加快的催化劑,叫做正催化劑;使化學(xué)反應(yīng)減慢的催化劑,叫做負(fù)催化劑。例如,酯和多糖的水解,常用無(wú)機(jī)酸作正催化劑;二氧化硫氧化為三氧化硫,常用五氧化二釩作正催化劑,這種催化劑是固體,反應(yīng)物為氣體,形成多相的催化作用,因此,五氧化二釩也叫做觸媒或接觸劑;食用油脂里加入0.01%~0.02%沒(méi)食子酸正丙酯,就可以有效地防止酸敗,在這里,沒(méi)食子酸正丙酯是一種負(fù)催化劑(也叫做緩化劑或抑制劑)。
目前,對(duì)催化劑的作用還沒(méi)有完全弄清楚。在大多數(shù)情況下,人們認(rèn)為催化劑本身和反應(yīng)物一起參加了化學(xué)反應(yīng),降低了反應(yīng)所需要的活化能。有些催化反應(yīng)是由于形成了很容易分解的“中間產(chǎn)物”,分解時(shí)催化劑恢復(fù)了原來(lái)的化學(xué)組成,原反應(yīng)物就變成了生成物。有些催化反應(yīng)是由于吸附作用,吸附作用僅能在催化劑表面最活潑的區(qū)域(叫做活性中心)進(jìn)行。活性中心的區(qū)域越大或越多,催化劑的活性就越強(qiáng)。反應(yīng)物里如有雜質(zhì),可能使催化劑的活性減弱或失去,這種現(xiàn)象叫做催化劑的中毒。
催化劑對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響非常大,有的催化劑可以使化學(xué)反應(yīng)速率加快到幾百萬(wàn)倍以上。催化劑一般具有選擇性,它僅能使某一反應(yīng)或某一類型的反應(yīng)加速進(jìn)行。例如,加熱時(shí),甲酸發(fā)生分解反應(yīng),一半進(jìn)行脫水,一半進(jìn)行脫氫:
HCOOH=H2O+CO
HCOOH=H2+CO2
如果用固體Al2O3作催化劑,則只有脫水反應(yīng)發(fā)生;如果用固體ZnO作催化劑,則脫氫反應(yīng)單獨(dú)進(jìn)行。這種現(xiàn)象說(shuō)明,不同性質(zhì)的催化劑只能各自加速特定類型的化學(xué)反應(yīng)過(guò)程。因此,我們利用催化劑的選擇性,可使化學(xué)反應(yīng)主要向某一方向進(jìn)行。
在催化反應(yīng)里,人們往往加入催化劑以外的另一物質(zhì),以增強(qiáng)催化劑的催化作用,這種物質(zhì)叫做助催化劑。助催化劑在化學(xué)工業(yè)上極為重要。例如,在合成氨的鐵催化劑里加入少量的鋁和鉀的氧化物作為助催化劑,可以大大提高催化劑的催化作用。
催化劑在現(xiàn)代化學(xué)工業(yè)中占有極其重要的地位,現(xiàn)在幾乎有半數(shù)以上的化工產(chǎn)品,在生產(chǎn)過(guò)程里都采用催化劑。例如,合成氨生產(chǎn)采用鐵催化劑,硫酸生產(chǎn)采用釩催化劑,乙烯的聚合以及用丁二烯制橡膠等三大合成材料的生產(chǎn)中,都采用不同的催化劑。
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),舊稱酵素。生物體的化學(xué)反應(yīng)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。酶在生理學(xué)、醫(yī)學(xué)、農(nóng)業(yè)、工業(yè)等方面,都有重大意義。目前,酶制劑的應(yīng)用日益廣泛。
催化作用
在催化劑參與下的化學(xué)反應(yīng)。在催化反應(yīng)中,催化劑與反應(yīng)物發(fā)生化學(xué)作用,改變了反應(yīng)途徑,從而降低了反應(yīng)的活化能,這是催化劑得以提高反應(yīng)速率的原因。如化學(xué)反應(yīng)A+B→AB,所需活化能為E,加入催化劑C后,反應(yīng)分兩步進(jìn)行。
A+C→AC
AC+B→AB+C
這兩步的活化能都比E值小得多。根據(jù)阿倫尼烏斯公式k=Ae-E/RT,由于催化劑參與反應(yīng)使E值減小,從而使反應(yīng)速率顯著提高。
也有某些反應(yīng),催化劑參與反應(yīng)后,活化能E值改變不大,但指前因子A值明顯增大(或解釋為活化熵增大),也導(dǎo)致反應(yīng)速率加快。
催化作用可分以下幾種類型:①均相催化。催化劑與反應(yīng)物均處于同一相中的催化作用,如均相酸堿催化、均相絡(luò)合催化等。均相催化大多在液相中進(jìn)行。均相催化劑的活性中心比較均一,選擇性較高,副反應(yīng)較少,但催化劑難以分離、回收和再生。
②多相催化。發(fā)生在兩相界面上的催化作用。通常催化劑為多孔固體,反應(yīng)物為液體或氣體。在多相催化反應(yīng)中,固體催化劑對(duì)反應(yīng)物分子發(fā)生化學(xué)吸附作用,使反應(yīng)物分子得到活化,降低了反應(yīng)的活化能,而使反應(yīng)速率加快。固體催化劑表面是不均勻的,只有部分點(diǎn)對(duì)反應(yīng)物分子發(fā)生化學(xué)吸附,稱為活性中心。工業(yè)生產(chǎn)中的催化作用大多屬于多相催化。
③生物催化。生物體內(nèi)在酶作用下進(jìn)行的催化反應(yīng)。酶的催化作用具有高選擇性、高催化活性、反應(yīng)條件溫和等特點(diǎn),但受溫度、溶液中的pH值、離子強(qiáng)度等因素影響較大。
④自動(dòng)催化。反應(yīng)產(chǎn)物的自我催化作用。在一些反應(yīng)中,某些反應(yīng)的產(chǎn)物或中間體具有催化功能,使反應(yīng)經(jīng)過(guò)一段誘導(dǎo)期后速率大大加快。自催化作用是發(fā)生化學(xué)振蕩的必要條件之一。
其他還有電催化、光助催化、光電催化等......
- 催化劑及助劑排行
- 最近發(fā)表