在尋找催化劑和催化反應(yīng)的過(guò)程的同時(shí)積累了大量的資料,使人們對(duì)催化劑和催化作用的認(rèn)識(shí)不斷深入。關(guān)于催化反應(yīng)的理論也逐步得以發(fā)展。催化劑為什么能夠改變化學(xué)反應(yīng)的速度,而它本身在反應(yīng)后又不發(fā)生化學(xué)變化呢?為了解釋這一問(wèn)題,在19世紀(jì)初期,就已經(jīng)有人提出關(guān)于催化劑在反應(yīng)中生成中間化合物的假說(shuō),認(rèn)為催化劑之所以有所謂“催化能力”,是由于生成了中間化合物的結(jié)果。1806年,德索爾姆在克雷蒙在研究一氧化氮對(duì)二氧化硫氧化的催化作用時(shí),推想一氧化碳先與大氣中的氧反應(yīng)生成某種中間化合物。這一中間化合物再與二氧化硫相互作用,此時(shí)把氧轉(zhuǎn)交給后者,中間物質(zhì)自身又變?yōu)橐谎趸?。一氧化氮可以再被空氣氧化,之后再把氧交給二氧化硫。如果按照這種概念,這種均相催化反應(yīng)是交錯(cuò)地進(jìn)行的氧化還原過(guò)程的綜合。一個(gè)缺憾是他們沒(méi)有提出具體的反應(yīng)的具體過(guò)程。物質(zhì)所含元素化合價(jià)升高的反應(yīng),如氫氣中的氫元素,化合價(jià)為0,發(fā)生氧化反應(yīng)時(shí)變成+1價(jià)的氫離子。桐鄉(xiāng)低碳催化氧化收費(fèi)
工業(yè)的應(yīng)用現(xiàn)代化學(xué)工業(yè)的巨大成就與催化劑的使用是分不開(kāi)的。約90%以上的化學(xué)工業(yè)產(chǎn)品是借助于催化過(guò)程來(lái)生產(chǎn)的。例如,從煤炭和石油資源出發(fā)合成了甲醇、乙醇、**、丁醇等基本有機(jī)原料,改變了過(guò)去用糧食生產(chǎn)的途徑;合成纖維的生產(chǎn)減輕了人類(lèi)對(duì)棉花的依賴(lài);塑料的發(fā)展減輕了人類(lèi)對(duì)木材的依賴(lài)。合成橡膠、化肥、醫(yī)藥、合成食品、調(diào)味品的生產(chǎn)都與催化劑的使用分不開(kāi)。例如,硫酸的生產(chǎn),相比于二氧化氮作催化劑的鉛室法,產(chǎn)品濃度低、雜質(zhì)多、產(chǎn)量??;用鉑作催化劑可使硫酸產(chǎn)品濃度達(dá)98%以上,可制得發(fā)煙硫酸;用釩作催化劑后,產(chǎn)品質(zhì)量**提高,成本大幅度下降。又如煉油工業(yè)中的催化裂化,用分子篩催化劑代替無(wú)定形硅鋁膠催化劑后,由于分子篩的擇形作用,改變了裂化產(chǎn)物的分布,得到了高質(zhì)量產(chǎn)品。浙江新型節(jié)能催化氧化供應(yīng)比如氨的催化氧化:4NH3 + 5O2=(催化劑,△) 4NO + 6H2O。
還原-氧化反應(yīng)是指在一個(gè)氧化還原反應(yīng)中,一種物質(zhì)被氧化,必然伴隨著另一種物質(zhì)被還原。有電子得失(有化合價(jià)改變)的化學(xué)反應(yīng)。在一個(gè)氧化還原反應(yīng)中,一種物質(zhì)被氧化,必然伴隨著另一種物質(zhì)被還原。例如:式(1)中,碳氧化為CO;FeO則還原為鐵。式(2)中鋅氧化為 Zn; Cu則還原為銅。式(3)中,鋁氧化為AlCl;AlCl則還原為 AlCl。式(3)稱(chēng)為歧化反應(yīng)(見(jiàn)化學(xué)遷移反應(yīng))。冶金工作者習(xí)慣上根據(jù)反應(yīng)的主要目的或手段,給某個(gè)冶金過(guò)程命名為氧化過(guò)程或還原過(guò)程。例如,高爐煉鐵過(guò)程中雖然有碳的氧化,但冶煉的目的是將鐵礦石還原成鐵,所以將高爐煉鐵劃入還原過(guò)程。又如白冰銅吹煉成銅的反應(yīng):
②選擇性:一種催化劑只對(duì)某一類(lèi)反應(yīng)具有明顯的加速作用,對(duì)其他反應(yīng)則加速作用甚小,甚至沒(méi)有加速作用。這一性能就是催化劑選擇性。催化劑的選擇性決定了催化作用的定向性??赏ㄟ^(guò)選擇不同的催化劑來(lái)控制或改變化學(xué)反應(yīng)的方向。③壽命或穩(wěn)定性:催化劑的穩(wěn)定性以壽命表示。它包括熱穩(wěn)定性、機(jī)械穩(wěn)定性和抗毒穩(wěn)定性。 [1]催化劑與反應(yīng)物同處于一均勻物相中的催化作用。有液相和氣相均相催化。液態(tài)酸堿催化劑,可溶性過(guò)渡金屬化合物催化劑和碘、一氧化氮等氣態(tài)分子催化劑的催化屬于這一類(lèi)。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,易于用光譜、波譜、同位素示蹤等方法來(lái)研究催化劑的作用,反應(yīng)動(dòng)力學(xué)一般不復(fù)雜。但均相催化劑有難以分離、回收和再生的缺點(diǎn)。CH3CHO→CH3COOH,則是多了一個(gè)氧原子。
而在整個(gè)水解過(guò)程中,酸類(lèi)并無(wú)什么變化,它好像并不參加反應(yīng),只是加速了反應(yīng)過(guò)程。同時(shí),基爾霍夫還觀測(cè)到,淀粉在稀硫酸溶液中可以變化為葡萄糖。1817年,戴維在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)鉑能促使醇蒸氣在空氣中氧化。1838年,德拉托和施萬(wàn)分別都發(fā)現(xiàn)糖之所以能發(fā)酵成為酒精和二氧化碳,是由于一種微生物的存在。貝采里烏斯就此提出,在生物體中存在的那些由普通物質(zhì)、植物汁液或者血而生成無(wú)數(shù)種化合物,可能都是由此種類(lèi)似的有機(jī)體組成。后來(lái),居內(nèi)將這些有機(jī)催化劑稱(chēng)為“酶”。1987年Gaze等人提出了高級(jí)氧化法,它解決了普通氧化法存在的問(wèn)題,并以其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)越來(lái)越引起重視。浙江新型節(jié)能催化氧化供應(yīng)
設(shè)備少,控制點(diǎn)少,工藝簡(jiǎn)潔,操作簡(jiǎn)單。整個(gè)氧化段需要一臺(tái)電催化氧化反應(yīng)器即可。桐鄉(xiāng)低碳催化氧化收費(fèi)
何種元素能被還原進(jìn)入生鐵,何種元素不能被還原而以氧化物進(jìn)入爐渣?通過(guò)熱力學(xué)分析可以回答此問(wèn)題。從元素氧化的自由焓°對(duì)溫度的關(guān)系圖(見(jiàn)氧勢(shì)圖)可看出,在高爐爐缸的溫度范圍 (1300~1600℃)內(nèi),以圖中部氧化為CO的°線的位置為界,該圖可分為三個(gè)區(qū)域。中間區(qū)域有若干元素如Mn、V、Nb、Cr等,其氧化反應(yīng)的°線和碳氧化反應(yīng)的°線相交。下部區(qū)域有若干元素如Ca、Mg、Ce、Al等,其氧化反應(yīng)的°線在碳氧化反應(yīng)的°線之下,而不與之相交。上部區(qū)域有若干元素,如 Cu、Ni、P等,其氧化反應(yīng)的°線在碳氧化反應(yīng)的°線之上,也不與之相交。桐鄉(xiāng)低碳催化氧化收費(fèi)
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