微觀多相催化英文解釋翻譯、微觀多相催化的近義詞、反義詞、例句

英語翻譯：

【化】 micro-heterogeneous catalysis

分詞翻譯：

微觀的英語翻譯：

microcosmic

多相催化的英語翻譯：

【化】 heterogeneous catalysis

專業解析

微觀多相催化（Microscopic Heterogeneous Catalysis）指在分子或原子尺度上，催化劑（通常為固體）與反應物（通常為氣體或液體）處于不同相态的非均相催化過程。其核心在于催化劑表面活性位點通過吸附、活化反應物分子，降低反應能壘，加速特定化學反應，而自身在反應前後保持化學性質不變。該過程涉及表界面科學、材料結構與反應動力學的微觀機制研究。

關鍵特征與機制

多相性（Heterogeneity）
催化劑（如金屬、金屬氧化物、沸石）與反應物存在相界面（如氣-固或液-固界面），活性位點分布于催化劑表面或孔隙内。例如，鉑納米顆粒負載于氧化鋁載體上催化汽車尾氣轉化（NOₓ還原）。
微觀作用機制
- 吸附活化：反應物分子化學吸附于活性位點，鍵斷裂/形成（如H₂在Ni表面解離為H原子）。
- 表面反應：吸附态中間體在原子簇或缺陷位發生重組（如費托合成中CO在Co表面加氫生成烴類）。
- 脫附擴散：産物從表面脫附并擴散至體相，活性位點再生。
結構敏感性
催化性能高度依賴催化劑微觀結構，包括活性中心幾何構型（如台階、扭結原子）、電子态（d帶中心理論）及載體效應（金屬-載體強相互作用，SMSI）。例如，金納米顆粒尺寸小于5nm時顯現CO氧化活性。

應用領域

能源與環境：燃料電池電極催化（Pt/C氧還原）、光催化分解水（TiO₂基材料）、VOCs催化燃燒（MnO₄-CeO₂）。
化工合成：ZSM-5沸石催化甲醇制烯烴（MTO）、負載型Rh催化劑用于醋酸合成。
可持續化學：生物質轉化中固體酸催化（如磺化碳材料水解纖維素）。

權威參考文獻

Thomas, J. M. & Thomas, W. J. Principles of Heterogeneous Catalysis（Wiley-VCH, 2015）——系統闡述多相催化基礎理論與表面微觀過程。
Bell, A. T. Science299, 1688–1691 (2003) ——讨論納米尺度催化劑設計及原位表征技術進展。
國際純粹與應用化學聯合會（IUPAC）催化術語定義（鍊接）——規範"多相催化"概念。
Somorjai, G. A. & Li, Y. Introduction to Surface Chemistry and Catalysis（Wiley, 2010）——解析表面結構與催化活性關聯性。

微觀多相催化與均相催化特性對比

特征	微觀多相催化	均相催化
催化劑相态	固體（與反應物異相）	液體（與反應物同相）
活性位點	表面原子、團簇、缺陷位	金屬配合物、有機分子
分離回收	易通過過濾/離心分離	需複雜蒸餾/萃取
熱穩定性	通常較高（耐高溫燒結）	受限（配體易分解）
工業化應用	石油精煉、大宗化學品生産	精細化學品、不對稱合成

網絡擴展解釋

微觀多相催化是指在固體催化劑表面發生的分子或原子層面的催化反應過程，其核心在于催化劑與反應物處于不同相态（如氣-固、液-固等），且反應通過催化劑表面的活性位點進行。以下是其關鍵特征和機制：

1.多相催化的基本定義

多相催化中，催化劑與反應物存在相界面，例如氣-固催化（如工業合成氨）或液-固催化（如有機合成中的負載型金屬催化劑）。催化作用發生在固體催化劑的表面活性中心。

2.微觀層面的反應過程

吸附與活化：反應物分子通過化學吸附固定在催化劑表面，導緻分子結構變形或化學鍵斷裂（如氫在金屬表面的解離吸附：$ce{H2 -> 2H*}$）。
表面反應機制：
- Langmuir–Hinshelwood機制：兩種吸附态反應物在表面擴散後碰撞反應，例如CO氧化反應中CO和O₂的吸附與結合。
- Eley–Rideal機制：一個吸附态物種與氣相或液相中的另一物種直接反應。

3.動力學影響因素

擴散控制：反應可能受限于分子在催化劑孔道内的擴散（如努森擴散或體相擴散），尤其在内擴散區時，有效擴散系數與孔徑、溫度相關。
吸附與解吸速率：微觀吸附強度影響反應物在活性位點的停留時間和反應效率。

4.應用與挑戰

工業中90%以上的催化反應為多相催化，如石油裂解、汽車尾氣處理等。
微觀研究需結合表面科學（如STM、XPS）和理論計算，以優化催化劑活性位設計。

微觀多相催化關注分子級界面反應機制，是連接催化劑結構與宏觀性能的關鍵研究領域。