catalytic oxidation是什麼意思，catalytic oxidation的意思翻譯、用法、同義詞、例句

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專業解析

催化氧化（Catalytic Oxidation） 是指利用催化劑來加速物質與氧氣（或其他氧化劑）發生氧化反應的過程。催化劑本身在反應前後不發生變化，但能顯著降低反應所需的活化能，使氧化反應在更溫條件（如較低溫度、常壓）下高效、選擇性地進行。

其核心機理和應用主要體現在以下方面：

1. 反應機理與核心作用：

   • 催化劑通過提供活性位點（如金屬原子、金屬氧化物表面），吸附反應物分子（如有機物和氧氣），削弱或斷裂其化學鍵（如C-H鍵、O=O鍵），形成更活潑的中間體（如自由基、過氧化物）。
   • 催化劑促進氧氣活化，使其從相對惰性的三線态氧（³O₂）轉化為更具反應性的單線态氧（¹O₂）或表面活性氧物種（如O⁻, O₂⁻）。
   • 這些活性中間體更容易相互作用，生成氧化産物（如二氧化碳、水、醛、酮、羧酸等），同時催化劑得以再生，循環使用。

2. 關鍵特點：

   • 高效性：大幅提高反應速率和效率，減少能源消耗。
   • 選擇性：通過設計特定催化劑（如負載型貴金屬Pt, Pd, Au；過渡金屬氧化物V₂O₅, MoO₃, MnO₂；沸石分子篩等），可控制反應路徑，優先生成目标産物，減少副反應和廢物。例如，工業上利用銀催化劑選擇性氧化乙烯生産環氧乙烷。
   • 條件溫和：相比無催化高溫氧化，可在較低溫度和壓力下進行，降低設備要求和操作風險。
   • 環境友好潛力：是實現綠色化學的重要途徑，可用于處理污染物（如VOCs催化燃燒）、生産高附加值化學品（避免使用有毒氧化劑如鉻酸鹽）。

3. 重要應用領域：

   • 環境治理：汽車尾氣淨化（三元催化劑催化氧化CO、HC）；工業廢氣（如VOCs）的催化燃燒或低溫氧化去除；廢水中有機污染物的催化濕式氧化（CWAO）。
   • 化工生産：基礎化學品合成（如鄰苯二甲酸酐由鄰二甲苯催化氧化制得；對苯二甲酸由對二甲苯催化氧化制得）；精細化學品合成（如醇選擇性氧化為醛或酮）。
   • 能源領域：燃料電池中燃料（如氫氣、甲醇）的陽極催化氧化反應。
   • 生物質轉化：生物質平台分子的催化氧化升級。
   • 傳感器：基于催化氧化原理的氣體傳感器（如CO傳感器）。

權威參考來源：

• 定義與基礎原理：國際純粹與應用化學聯合會 (IUPAC) 對催化作用和氧化反應的定義提供了标準參考。IUPAC Gold Book: Catalysis, IUPAC Gold Book: Oxidation
• 機理與催化劑設計：美國化學會 (ACS) Publications 平台上有大量關于催化氧化機理和新型催化劑開發的權威研究綜述與論文。ACS Publications Catalysis Overview
• 工業應用與案例：ScienceDirect 數據庫收錄了衆多化學工程和工業化學領域的期刊，詳細記載了催化氧化在化工生産（如醛、酸酐合成）和環境催化（如VOCs去除）中的具體工藝和應用案例。ScienceDirect Catalytic Oxidation Topics
• 前沿研究與挑戰：Nature Portfolio 旗下的期刊（如 Nature Catalysis, Nature Chemistry）持續發表催化氧化領域的前沿突破性研究，涉及新催化劑設計、機理探索和新興應用。Nature Catalysis Journal

網絡擴展資料

Catalytic Oxidation（催化氧化） 指在催化劑存在的條件下，物質與氧氣或其他氧化劑發生的氧化反應。催化劑通過降低反應活化能，加速反應速率，同時自身不參與消耗。以下是詳細解釋：

1. 定義與原理

• 催化作用：催化劑通過提供活性位點或改變反應路徑，促進氧化反應進行。
• 氧化反應：物質失去電子或與氧結合的過程，例如有機物轉化為二氧化碳和水。

2. 應用領域

• 工業處理：如煉油廠堿性廢水處理（通過生物催化氧化技術）。
• 環境治理：用于廢水脫色（催化氧化褪色）或降解污染物。
• 化學反應：如火焰加熱增強催化氧化效率，或催化裂解等工業過程。

3. 相關術語

• Anodic Oxidation（陽極氧化）：電化學中的催化氧化應用。
• Oxidation Resistance（抗氧化性）：材料在催化氧化環境中的穩定性。
• Catalytic Converter（催化轉化器）：汽車尾氣處理裝置，利用催化氧化減少有害氣體。

4. 特點

• 高效性：相比直接氧化，反應條件更溫和，能耗更低。
• 選擇性：催化劑可定向促進特定反應路徑，減少副産物。

如需進一步了解具體案例或技術細節，來源中的工業應用（如）或化學機制（如）。

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