在催化作用的研究史上,催化理论的派别可谓是百家争鸣,有过多种催化理论。

首先是吸附与气-固相催化,固体表面的吸附可分为物理吸附和化学吸附。物理吸附不能改变被吸附分子的价键;化学吸附则来源于化学键力,能使被吸附分 子的价键发生变化,或引起分子变形,从而产生催化作用。所以,化学吸附是多相催化的基础,在研究催化作用机理时,也是研究反应物是如何被固体催化 剂分解和分解的状态和规律的。

在多相反应中,气体在催化剂表面上吸附与否,吸附强弱都与催化反应密切相关。对反应物系没有吸附能力的元素或化合物不能作催化剂的活性组分。应选 择对反应物有适当强弱吸附能力的物质作催化剂,对不能吸附气体反应物的物质可选作载体或负催化剂。

催化理论的发展

催化理论是在实践的基础上发展起来的,特别是近40年,随着化工行业的快速发展,新型催化剂如雨后春笋般大量涌现,极大地促进了催化理论的发展。在 气固相催化方面,最具代表性的是固体电子理论和活性中心模型理论。此二者没有本质上的差异,只是随着研究的进展,理论逐步深入。

随着研究的深入,又出现了活化络合物理论,又称过渡态理论。理论认为,活性中心吸附了反应物分子后形成的中间活性物,具有较大的活性,称为活化络 合物,这种活化络合物既容易形成,也容易分解,在进一步的反应中,它又与另外的反应物分子形成最终产物而释放出催化剂,但这个理论解释不了催化剂 的选择性。

为了解释催化作用的特殊选择性,提出了多位活化络合物理论,这个理论还包括了空间适应性原则和能量适应性原则,正是这两个原则,才正确解释了催化 剂的选择性,这个理论的出现,给人们在催化剂的选择和制造上提供了依据。

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