催化劑的作用
化學(xué)工業(yè)所以取得今天這樣大的成就，是與廣泛地使用催化劑分不開的。目前很難找出哪一種化學(xué)工業(yè)不采用催化方法。如化肥、合成塑料、合成橡膠、合成纖維、醫(yī)藥、農(nóng)藥、染料、食品等，其生產(chǎn)過程都需要使用各種催化劑。采用催化方法可以大幅度降低產(chǎn)品成本，提高產(chǎn)品質(zhì)量，并且能合成許多用別的方法不能制得的產(chǎn)品。一種新的高效催化劑的出現(xiàn)，往往能引起某種產(chǎn)品生產(chǎn)上的革命性變化。因此，可以毫不夸張的說，沒有現(xiàn)代催化科學(xué)的發(fā)展和催化劑的廣泛應(yīng)用，就沒有現(xiàn)代化的化學(xué)工業(yè)。
催化反應(yīng)類型很多，在工業(yè)生產(chǎn)中遇得最多的是氣體在固體催化劑表面上進(jìn)行的氣固催化反應(yīng)。氣固催化反應(yīng)器的類型也很多，但應(yīng)用最為廣泛的是固定床反應(yīng)器和流化床反應(yīng)器。
合成氨的反應(yīng)用的催化劑是什么
一個化學(xué)反應(yīng)要實(shí)現(xiàn)工業(yè)化，甚本的要求是這個反應(yīng)要以一定的速度進(jìn)行。影響時已經(jīng)指明，在一般情況下可以用增加反應(yīng)物濃度和升高溫度的辦法來提高反應(yīng)速度。但是，這兩種措施的作用往往是有限的，例如，合成氨的反應(yīng)，即使溫度升到700?800攝氏度,壓力達(dá)到100MPa,反應(yīng)速度仍然很慢，沒有工業(yè)生產(chǎn)的實(shí)際意義。但是，當(dāng)我們將少量的氧化鐵經(jīng)過還原后加入到反應(yīng)系統(tǒng)中，就可以使合成氨的反應(yīng)速度急劇增加達(dá)到工業(yè)生產(chǎn)的要求，而鐵的化學(xué)性質(zhì)和數(shù)量并無變化。這種能夠顯著加快反應(yīng)速度，而本身的重量、組成和化學(xué)性質(zhì)在反應(yīng)后并不發(fā)生變化的物質(zhì)被稱為催化劑。催化劑的這種作用稱為催化作用。
催化反應(yīng)可以分為均相催化和多相催化。催化劑與反應(yīng)物都在一個相里為均相催化，例如，酯的水解，加入酸或堿則速度加快，就是均相催化。若催化劑在反應(yīng)物系中自成一相，則為多相催化，或稱非均相催化，例如，用固體催化劑來加速液相或氣相反應(yīng)，就是多相催化。多相催化中，尤以氣固相催化應(yīng)用最廣，如上述的以鐵為催化劑的合成氨反應(yīng)就是氣固相催化。