
【化】 composite catalyst; compound catalyst
複合催化劑(Composite Catalyst)指由兩種或多種活性組分通過物理或化學方式結合形成的協同催化體系,在化學反應中通過組分間的協同效應提升催化效率。這類材料常包含金屬、金屬氧化物、分子篩等不同成分,并依托載體(如Al₂O₃或碳基材料)實現分散穩定。其催化機理可表示為: $$ text{總反應速率} = k{text{協同}} cdot [text{底物}]^n $$ 其中協同速率常數(k{text{協同}})顯著高于單一組分的速率常數組合。
國際純粹與應用化學聯合會(IUPAC)将複合催化劑的優勢歸因于多活性位點的互補作用,例如在汽車尾氣淨化領域,Pt-Rh-CeO₂三元複合體系能同時催化CO氧化、NOx還原和烴類轉化(來源:IUPAC催化術語标準)。中國科學院大連化物所的研究證實,複合催化劑在甲醇制烯烴(MTO)工藝中可使選擇性提升12%-15%(來源:2024年《催化科學與技術》期刊)。
複合催化劑是指由兩種或多種不同催化成分組合而成的物質,能夠協同改變化學反應速率或路徑,同時保持自身在反應前後質量和化學性質不變。以下是詳細解析:
1. 定義與組成 複合催化劑并非單一物質,而是通過物理混合、化學鍵合等方式将多種活性組分(如金屬、氧化物、酸等)結合而成的體系。例如萜烯聚合反應中使用的複合催化劑,可能包含酸性位點和金屬活性中心。
2. 作用機制 其催化效率高于單一催化劑,主要源于組分間的協同效應:
3. 核心特點
4. 典型應用 常見于石油化工、高分子合成等領域,例如:
需注意,複合催化劑的設計需綜合考慮組分兼容性、反應條件匹配性等因素。實際工業應用中,這類催化劑可顯著降低能耗并提高産物收率。
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