¿Quién sabe más sobre catalizadores?
Definición de Catalizador: También llamado catalizador. Según la definición propuesta por la Unión Internacional de Química Pura y Aplicada (IUPAC) en 1981, un catalizador es una sustancia que cambia la velocidad de una reacción sin cambiar el cambio de entalpía libre de Gibbs estándar de la reacción. Este efecto se llama catálisis. Las reacciones que involucran catalizadores son reacciones catalíticas.
Los catalizadores inducen cambios en las reacciones químicas, haciéndolas más rápidas o más lentas o realizando reacciones químicas a menor temperatura. Los catalizadores también se denominan catalizadores en la industria.
Definición del libro de la escuela secundaria: una sustancia que puede cambiar la velocidad de reacción química de otras sustancias en una reacción química, pero su propia masa y propiedades químicas no cambian antes y después de la reacción se llama catalizador. También llamado catalizador. El papel de un catalizador en una reacción química se llama catálisis.
Podemos observar en el diagrama de distribución de Boltzmann y perfil energético que los catalizadores pueden permitir que los reactivos químicos pasen por una menor activación sin cambiar la energía de activación para llevar a cabo reacciones químicas. Por lo general, bajo esta energía, las moléculas no pueden completar reacciones químicas o necesitan más tiempo para completar reacciones químicas. Pero en presencia de un catalizador, las moléculas requieren menos energía para completar las reacciones químicas.
Existen tres tipos de catalizadores, son: catalizadores homogéneos, catalizadores heterogéneos y biocatalizadores.
Los catalizadores homogéneos y los reactivos que catalizan se encuentran en el mismo estado de la materia (sólido, líquido o gaseoso). Por ejemplo: si los reactivos son gases, entonces el catalizador también será un gas. El gas de la risa (óxido nitroso) es un gas inerte que se utiliza como anestésico. Sin embargo, cuando reacciona con el cloro y la luz solar, se descompone en nitrógeno y oxígeno. En este momento, el cloro es un catalizador homogéneo que descompone el gas de la risa originalmente estable en sus elementos constituyentes.
Los catalizadores heterogéneos y los reactivos que catalizan se encuentran en diferentes estados. Por ejemplo: en la producción de margarina, el níquel sólido (catalizador) puede convertir el aceite vegetal insaturado y el hidrógeno en grasa saturada. El níquel sólido es un catalizador heterogéneo y los reactivos catalizados por él son líquidos (aceite vegetal) y gaseosos (hidrógeno).
Las enzimas son catalizadores biológicos. Los organismos vivos los utilizan para acelerar reacciones químicas en sus cuerpos. Sin enzimas, muchas reacciones químicas en los organismos se desarrollarían muy lentamente, lo que dificultaría el mantenimiento de la vida. Las enzimas funcionan de manera óptima a una temperatura de aproximadamente 37°C (la temperatura del cuerpo humano). Si la temperatura es superior a 50°C o 60°C, la enzima se destruirá y ya no podrá funcionar. Por lo tanto, los biodetergentes, que utilizan enzimas para eliminar las manchas de la ropa, son más eficaces cuando se utilizan a bajas temperaturas.
Los catalizadores se dividen en catalizadores homogéneos y catalizadores heterogéneos. Los catalizadores heterogéneos están presentes en reacciones en diferentes fases (por ejemplo: catalizadores sólidos en reacciones mixtas líquidas), mientras que los catalizadores homogéneos están presentes en reacciones en la misma fase (por ejemplo: catalizadores líquidos en reacciones mixtas líquidas). Una reacción catalítica heterogénea simple implica la adsorción de reactivos (o zh-ch: sustrato; zh-tw: aceptor) en la superficie del catalizador. Los enlaces dentro de los reactivos son muy frágiles, lo que resulta en la formación de nuevos enlaces. la unión entre el producto y el catalizador no es fuerte, aparece el producto. Actualmente se conocen muchas reacciones superficiales en las que se producen posiciones estructurales con diferentes posibilidades de reacciones de adsorción.
Se llama catalizador a una sustancia que puede acelerar o ralentizar una reacción química simplemente por su existencia sin cambiar su composición y calidad. Cuando el catalizador y los reactivos están en la misma fase gaseosa uniforme o en fase líquida, se llama catálisis monofásica; cuando el catalizador y los reactivos están en fases diferentes, se llama catálisis heterogénea;
La gente utiliza catalizadores para aumentar la velocidad de las reacciones químicas, lo que se denomina reacción catalítica. La mayoría de los catalizadores sólo pueden acelerar un determinado tipo de reacción química, o un determinado tipo de reacción química, y no pueden utilizarse para acelerar todas las reacciones químicas.
El catalizador no se consume en la reacción química. Se pueden separar de los reactivos antes o después de la reacción. Sin embargo, pueden consumirse durante una determinada etapa de la reacción y luego regenerarse antes de que se complete toda la reacción.
Un catalizador que acelera una reacción química se llama catalizador positivo; un catalizador que ralentiza una reacción química se llama catalizador negativo. Por ejemplo, en la hidrólisis de ésteres y polisacáridos, a menudo se utilizan ácidos inorgánicos como catalizadores positivos; el dióxido de azufre se oxida a trióxido de azufre y el pentóxido de vanadio se utiliza a menudo como catalizador positivo. Este catalizador es un sólido y los reactivos son gases. Al formar un efecto catalítico heterogéneo, el pentóxido de vanadio también se denomina catalizador o agente de contacto; agregar de 0,01 a 0,02 de galato de n-propilo a los aceites comestibles puede prevenir eficazmente la rancidez. Aquí, el galato de n-propilo es un catalizador negativo (también llamado agente retardador). .agente o inhibidor).
En la actualidad, el papel del catalizador no se ha comprendido del todo. En la mayoría de los casos, se cree que el propio catalizador participa en la reacción química junto con los reactivos, reduciendo la energía de activación requerida para la reacción. Algunas reacciones catalíticas se deben a la formación de "productos intermedios" que se descomponen fácilmente. Cuando se descompone, el catalizador restaura su composición química original y los reactivos originales se convierten en productos. Algunas reacciones catalíticas se deben a la adsorción, que sólo puede ocurrir en las áreas más activas de la superficie del catalizador (llamadas centros activos). Cuanto más grandes o más activos sean los centros, más activo será el catalizador. Si hay impurezas en los reactivos, la actividad del catalizador puede debilitarse o perderse. Este fenómeno se denomina envenenamiento del catalizador.
Los catalizadores tienen un gran impacto en la velocidad de las reacciones químicas. Algunos catalizadores pueden acelerar la velocidad de las reacciones químicas hasta más de millones de veces. Los catalizadores son generalmente selectivos y sólo pueden acelerar una determinada reacción o un determinado tipo de reacción. Por ejemplo, cuando se calienta, el ácido fórmico sufre una reacción de descomposición, la mitad de la cual sufre deshidratación y la otra mitad sufre deshidrogenación:
HCOOH=H2O CO
HCOOH=H2 CO2
Si se utiliza Al2O3 sólido como catalizador, solo se produce la reacción de deshidratación; si se utiliza ZnO sólido como catalizador, la reacción de deshidrogenación avanza sola; Este fenómeno muestra que los catalizadores con diferentes propiedades sólo pueden acelerar tipos específicos de procesos de reacción química. Por lo tanto, utilizamos la selectividad del catalizador para hacer que la reacción química se desarrolle principalmente en una dirección determinada.
En las reacciones catalíticas, las personas suelen añadir otra sustancia distinta del catalizador para potenciar el efecto catalítico del catalizador. Esta sustancia se llama cocatalizador. Los cocatalizadores son extremadamente importantes en la industria química. Por ejemplo, agregar una pequeña cantidad de óxidos de aluminio y potasio como cocatalizadores a un catalizador de hierro para la síntesis de amoníaco puede mejorar en gran medida el efecto catalítico del catalizador.
Los catalizadores ocupan una posición extremadamente importante en la industria química moderna. Hoy en día, casi la mitad de los productos químicos utilizan catalizadores en el proceso de producción. Por ejemplo, los catalizadores de hierro se utilizan en la producción de amoníaco sintético, los catalizadores de vanadio se utilizan en la producción de ácido sulfúrico y se utilizan diferentes catalizadores en la producción de tres materiales sintéticos principales, incluida la polimerización de etileno y la producción de caucho a partir de butadieno.
Las enzimas son proteínas con capacidad catalítica producidas por plantas, animales y microorganismos. Antiguamente se conocían como enzimas. Casi todas las reacciones químicas en los organismos vivos son catalizadas por enzimas. La catálisis enzimática también es selectiva. Por ejemplo, la amilasa cataliza la hidrólisis del almidón en dextrina y maltosa, y la proteasa cataliza la hidrólisis de proteínas en péptidos. Las enzimas son de gran importancia en fisiología, medicina, agricultura, industria, etc. En la actualidad, las preparaciones enzimáticas se utilizan cada vez más en aplicaciones.
[Editar este párrafo] Principales fabricantes nacionales de catalizadores
Liaoning Haitai Technology Development Co., Ltd. tiene la gama de producción más amplia y el equipo técnico más completo. Cuenta con 500 toneladas de catalizadores. por año para la producción de hidrógeno, dos conjuntos de dispositivos de reducción pueden reducir los catalizadores de metales preciosos como la serie de níquel, la serie de cobre, la serie de manganeso y la serie de platino, y pueden producir gasolina, carbón, diesel, aceite blanco, parafina, benceno, anilina y vaselina. , butiraldehído, octanal, alquitrán de hulla, benceno crudo Diversos materiales tales como catalizadores de hidrorefinación, catalizadores de hidrocraqueo, catalizadores de reformado catalítico, diversos agentes de eliminación de arsénico, desoxidantes, desulfurantes, agentes de decloración, agentes de desmetalización, desodorantes de gasolina, agentes de hidrólisis, 3A, 4A, 5A , 13X, tamices moleculares tipo Y y más de cien procesos catalíticos y miles de catalizadores para la producción de hidrógeno, síntesis de amoníaco, descomposición de amoníaco y síntesis de metanol.
Planta de catalizadores de PetroChina Lanzhou Petrochemical Company: en abril de 1964, con la finalización y puesta en servicio de la planta de catalizadores Lanlian, China ha tenido desde entonces su primera base de desarrollo y producción de catalizadores de craqueo catalítico para refinación de petróleo: ella, conocida como la "Cuna de catalizadores de craqueo de refinería", la planta de catalizadores de la sucursal petroquímica de Lanzhou de la Corporación Nacional de Petróleo de China (en adelante, la "planta de catalizadores") es también la única base de producción de catalizadores de craqueo catalítico de PetroChina.
Durante más de 40 años, Catalyst Factory siempre se ha adherido al espíritu de pionera e innovación, y ha creado sorprendentes "primicias" y grandes y gloriosos récords en China una y otra vez: hace 44 años, el primer equipo de producción de catalizadores de pellets de silicato de aluminio de mi país se construyó aquí hace 44 años, hace 44 años nació aquí el primer lote de catalizadores de pellets de silicato de aluminio de mi país, el fundador de la ciencia de aplicación de catalizadores de refinación de petróleo de mi país; ¡El primer lote de catalizadores de craqueo catalítico nacionales desarrollado aquí por el académico Min Enze, ganador del premio científico más importante del país, fue un gran éxito!
Al entrar en la nueva era, la fábrica de catalizadores continúa adhiriéndose al camino de la innovación independiente e implementa importantes transformaciones tecnológicas y nuevos productos bajo la guía del concepto de gestión de producción de "desafiar los límites de la gestión de producción y "Buscando beneficios de una gestión refinada". Ha desarrollado casi 100 artículos, y su espíritu e intensidad de innovación tecnológica no tienen rival en la industria nacional. Ha ganado dos Premios Nacionales de Progreso Científico y Tecnológico y es la única empresa catalizadora en China con intelectuales independientes. derechos de propiedad sobre productos catalizadores. La línea de producción de proceso de catalizador de tierra blanca que posee es el único dispositivo de producción de catalizador de tamiz molecular de tierra blanca resistente a metales pesados de alta actividad en China y solo dos en el mundo, ocupando una posición única en la industria; 7. Los productos LV como -23, LANK-98, LRC-99, LBO-12, LBO-16 y LVR-60 han ganado muchas veces el Premio al Progreso en Ciencia y Tecnología de Sinopec y el Premio a la Innovación en Progreso Tecnológico de la Corporación Nacional de Petróleo de China; los catalizadores de reducción de olefinas de la serie LBO han ganado muchos premios por sus enormes beneficios sociales y económicos. Ganaron el segundo premio del Premio Nacional al Progreso en Ciencia y Tecnología para satisfacer las necesidades de los usuarios de alta producción de propileno, la fábrica de catalizadores desarrolló cuidadosamente; la serie LCC de catalizadores de propileno de alta producción, con un rendimiento de propileno superior a 11 y un alto índice de octanaje de gasolina Mejores beneficios económicos para los usuarios.
Impulsados por la ciencia y la tecnología, el nivel de tecnología de proceso principal de la planta de catalizadores y las capacidades de equipos de herramientas clave han entrado en el nivel avanzado del mundo, con una capacidad de producción integral anual de productos convencionales que alcanza las 50.000 toneladas. Siguiendo el objetivo comercial de "servir a más empresas", la planta de catalizadores se basa en las ventajas de integrar producción, marketing e investigación, y realiza productos "hechos a la medida y personalizados" de acuerdo con los requisitos del usuario para diferentes unidades de craqueo catalítico de refinación, diferentes materias primas. Aceites y diferentes productos objetivo. Producción serializada. Basándose en la calidad de los productos de primera clase, el excelente rendimiento del producto, los productos especiales hechos a medida y un servicio posventa rápido y eficaz, los productos catalizadores "Kunlun" se venden bien en el país y en el extranjero, son muy elogiados por los usuarios y continúan manteniendo la Liderando participación de mercado en el país.
Jinma Chemical Co., Ltd.
Fábrica de catalizadores de la Universidad de Xiamen
Según las estadísticas, alrededor del 80 al 85% de los procesos de producción química utilizan catalizadores (como amoniaco, ácido sulfúrico, síntesis de ácido nítrico, polimerización de etileno, propileno, estireno, etc., utilización integral de petróleo, gas natural, carbón, etc.), el propósito es acelerar la velocidad de reacción y mejorar la eficiencia de producción.
Los catalizadores también tienen un gran potencial en los campos de la utilización de recursos, el desarrollo energético, la fabricación de productos farmacéuticos y la protección del medio ambiente. Los científicos están explorando catalizadores adecuados en estos campos con la esperanza de lograr nuevos avances en ciertos aspectos. Los catalizadores son muy mágicos. Pueden acelerar enormemente la velocidad de la reacción (pueden aumentar la velocidad de la reacción química entre varios y más de diez órdenes de magnitud), mientras que su propia composición, propiedades químicas y calidad no cambian antes y después de la reacción; con el sistema de reacción Al igual que la relación entre una cerradura y una llave, es muy selectiva (o específica).
Hablando de catalizadores, creo que todo el mundo lo conoce. Hoy estamos aquí para hablar de este catalizador. Es posible que algunos estudiantes hayan dominado algunos conocimientos sobre catalizadores, pero otros no los dominan o no los dominan de manera tan completa. Así que leamos el siguiente artículo detenidamente. :)
Catalizador de rutenio
Antes que nada, ¡presentemos el concepto de catalizador! Un catalizador es una sustancia que puede cambiar la velocidad de reacción química de otras sustancias en una reacción química, pero su propia calidad y propiedades químicas no cambian antes y después de la reacción química. En la definición de catalizador, ¿han notado los estudiantes la frase "puede cambiar la velocidad de las reacciones químicas de otras sustancias"? Este pasaje es muy importante. Los catalizadores "cambian" la velocidad de las reacciones químicas de otras sustancias. Esto tiene dos significados, uno es acelerar y el otro es desacelerar. Cuando estaba en la escuela secundaria, durante mucho tiempo pensé que los catalizadores aceleran las reacciones químicas de otras sustancias. Creo que todavía hay estudiantes que cometen los mismos errores que yo cometí en ese entonces. Ahora puedes corregirlos. :)
En química, a los catalizadores que aceleran las reacciones químicas los llamamos catalizadores positivos, y a los catalizadores que ralentizan las reacciones químicas los llamamos catalizadores negativos o inhibidores. El ejemplo más familiar de catalizador positivo es el experimento en el que el dióxido de manganeso catalizó la descomposición térmica del clorato de potasio. El dióxido de manganeso fue el catalizador positivo del experimento. Para prevenir el enranciamiento de los aceites y grasas comestibles, generalmente se agrega 0,01-0,02 galato de n-propilo. En este caso, el galato de n-propilo es el inhibidor.
La función de los catalizadores en las reacciones químicas es cambiar la velocidad de las reacciones químicas. Esto no significa que la reacción química no se desarrollará sin un catalizador, ni puede aumentar la producción total del producto de la reacción. ¡Tomemos como ejemplo la reacción del clorato de potasio que se descompone por el calor! Si no se agrega ningún catalizador, el clorato de potasio puede descomponerse a altas temperaturas hasta que se derrita, y la masa del material descompuesto después de la descomposición es la misma que la masa del material descompuesto después de agregar un catalizador (excluyendo la masa del catalizador).
Un catalizador no cataliza todas las reacciones químicas. Por ejemplo, el dióxido de manganeso cataliza la descomposición térmica del clorato de potasio, pero puede que no catalice otras reacciones químicas. Ciertas reacciones químicas no tienen el único catalizador. Por ejemplo, el óxido de magnesio, el óxido de hierro, el óxido de cobre, etc. pueden desempeñar un papel catalítico en la descomposición térmica del clorato de potasio.
Catalyst: El nombre del controlador de la tarjeta gráfica AMD (ATI) (Catalyst). La última versión actualmente (marzo de 2009) es 9.3.
Catalizador: Derivado del significado original, hace referencia a algo que promueve el desarrollo de las cosas. Como "catalizador emocional", "catalizador de la revolución industrial - guerra", etc.
[Editar este párrafo] Tendencias de desarrollo de la industria catalizadora
El último informe publicado recientemente por el American Freedonia Group Los informes de investigación muestran que, aunque la industria química mundial mantendrá un impulso de desarrollo saludable en los próximos cinco años, la tasa de crecimiento de la demanda de catalizadores químicos será la más lenta entre todos los campos de terminales de catalizadores. En particular, la demanda de catalizadores de síntesis orgánica será la más lenta. afectado por la falta de nuevos productos en la industria farmacéutica en el futuro cercano. Sin embargo, este impacto adverso se verá compensado por la expansión de la industria petroquímica en África, Asia-Pacífico, Europa del Este y Medio Oriente; los catalizadores de polimerización serán los más rápidos entre todos los tipos de catalizadores, principalmente debido a la rápida expansión de la capacidad de producción de polímeros en el Medio Oriente; la demanda de catalizadores de refinación también será muy fuerte debido al crecimiento constante de la demanda de catalizadores de hidroprocesamiento y la mayor producción de petróleo en África. , Oriente Medio y Asia Pacífico.
Los esfuerzos globales para reducir la contaminación del aire mediante la reducción del contenido de azufre de los combustibles para vehículos seguirán aumentando las cargas de catalizadores.
Según Freedonia, se espera que la tasa de crecimiento anual promedio de la demanda del mercado global de catalizadores en los próximos cinco años sea cercana a 6, y la participación en el mercado global de catalizadores alcanzará los 16,3 mil millones de dólares estadounidenses en 2012. Entre ellos, el mercado norteamericano representa el 32% de la cuota de mercado, Asia Pacífico representa el 31%, Europa occidental representa el 21%, Europa del este y América Latina representan el 9% y África y Oriente Medio representan el 7%. . Si se calcula en función de la demanda, se espera que los catalizadores globales crezcan a una tasa anual promedio de 2 en los próximos cinco años, y la demanda del mercado global de catalizadores alcanzará los 5,3 millones de toneladas en 2012.