
【化】 composite catalyst; compound catalyst
复合催化剂(Composite Catalyst)指由两种或多种活性组分通过物理或化学方式结合形成的协同催化体系,在化学反应中通过组分间的协同效应提升催化效率。这类材料常包含金属、金属氧化物、分子筛等不同成分,并依托载体(如Al₂O₃或碳基材料)实现分散稳定。其催化机理可表示为: $$ text{总反应速率} = k{text{协同}} cdot [text{底物}]^n $$ 其中协同速率常数(k{text{协同}})显著高于单一组分的速率常数组合。
国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC)将复合催化剂的优势归因于多活性位点的互补作用,例如在汽车尾气净化领域,Pt-Rh-CeO₂三元复合体系能同时催化CO氧化、NOx还原和烃类转化(来源:IUPAC催化术语标准)。中国科学院大连化物所的研究证实,复合催化剂在甲醇制烯烃(MTO)工艺中可使选择性提升12%-15%(来源:2024年《催化科学与技术》期刊)。
复合催化剂是指由两种或多种不同催化成分组合而成的物质,能够协同改变化学反应速率或路径,同时保持自身在反应前后质量和化学性质不变。以下是详细解析:
1. 定义与组成 复合催化剂并非单一物质,而是通过物理混合、化学键合等方式将多种活性组分(如金属、氧化物、酸等)结合而成的体系。例如萜烯聚合反应中使用的复合催化剂,可能包含酸性位点和金属活性中心。
2. 作用机制 其催化效率高于单一催化剂,主要源于组分间的协同效应:
3. 核心特点
4. 典型应用 常见于石油化工、高分子合成等领域,例如:
需注意,复合催化剂的设计需综合考虑组分兼容性、反应条件匹配性等因素。实际工业应用中,这类催化剂可显著降低能耗并提高产物收率。
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