
【化】 homogeneous catalysis
【化】 homogeneous phase
catalyze
【化】 catalysis
【醫】 catalysis; catalyze
均相催化(Homogeneous Catalysis)是指催化劑與反應物處于同一相态(通常為液相或氣相)的催化反應體系。該過程中,催化劑以分子或離子形式均勻分散在反應介質中,通過降低反應活化能實現反應速率提升。根據國際純粹與應用化學聯合會(IUPAC)的定義,均相催化系統具有明确的活性位點結構,有利于機理研究和選擇性調控(來源:IUPAC Gold Book)。
相較于非均相催化,均相催化的核心特征包括:
該技術在現代化學工業中占據重要地位,典型案例包括:
熱力學層面,催化劑作用遵循過渡态理論,其效果可通過阿倫尼烏斯方程定量描述: $$ k = A cdot e^{-frac{E_a}{RT}} $$ 其中$E_a$為表觀活化能,$T$為絕對溫度,$R$為氣體常數。
均相催化是指催化劑與反應物處于同一相态(如均為液态或氣态)的催化過程。以下是其核心要點:
相态一緻性
均相催化要求催化劑與反應物分子完全混合,形成同一物理相态(如液體或氣體),活性位點充分暴露,實現分子層面的直接接觸。例如:
高效性與選擇性
催化劑分子均勻分散,活性位點利用率高,反應速率快,且可通過分子設計調控催化路徑。例如,過渡金屬配合物在有機合成中能精準構建複雜分子結構。
特征 | 均相催化 | 非均相催化 |
---|---|---|
相态 | 催化劑與反應物同相(如均為液态) | 催化劑與反應物異相(如固-氣) |
活性位點 | 完全暴露 | 表面活性中心 |
分離難度 | 困難(需蒸餾或萃取) | 容易(過濾即可) |
工業應用 | 較少(受限于分離成本) | 廣泛(如合成氨、石油裂解) |
如需進一步了解催化機理或工業案例,可參考來源中的詳細分析。
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