电催化

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由于催化剂的介入而加速或减缓化学反应速率的现象称为催化作用。在催化反应中，催化剂与反应物发生化学作用，改变了反应途径，从而降低了反应的活化能，这是催化剂得以提高反应速率的原因。如化学反应A+B→AB，所需活化能为E，加入催化剂C后，反应分两步进行，所需活化能分别为F，G，其中F，G均小于E。 基本介绍 中文名 ：催化作用 外文名 ：catalysis 性质 ：科学 类别 ：化学 催化原理,催化作用类型,酸碱催化作用,概述,类别,按催化剂分类,固体酸碱中心, 催化原理 A+C→AC AC+B→AB+C 这两步的活化能都比E值小得多。根据阿伦尼乌斯公式k=Ae-E/RT，由于催化剂参与反应使E值减小，从而使反应速率显著提高。 也有某些反应，催化剂参与反应后，活化能E值改变不大，但指前因子A值明显增大（或解释为活化熵增大），也导致反应速率加快。 催化作用类型 催化作用可分以下几种类型：①均相催化。催化剂与反应物均处于同一相中的催化作用，如均相酸碱催化、均相络合催化等。均相催化大多在液相中进行。均相催化剂的活性中心比较均一，选择性较高，副反应较少，但催化剂难以分离、回收和再生。 ②多相催化。发生在两相界面上的催化作用。通常催化剂为多孔固体，反应物为液体或气体。在多相催化反应中，固体催化剂对反应物分子发生化学吸附作用，使反应物分子得到活化，降低了反应的活化能，而使反应速率加快。固体催化剂表面是不均匀的，只有部分点对反应物分子发生化学吸附，称为活性中心。工业生产中的催化作用大多属于多相催化。 ③生物催化。生物体内在酶作用下进行的催化反应。酶的催化作用具有高选择性、高催化活性、反应条件温和等特点，但受温度、溶液中的pH值、离子强度等因素影响较大。 ④自动催化。反应产物的自我催化作用。在一些反应中，某些反应的产物或中间体具有催化功能，使反应经过一段诱导期后速率大大加快。自催化作用是发生化学振荡的必要条件之一。 其他还有电催化、光助催化、光电催化等...... 酸碱催化作用 概述 英文名称：acid-base catalysis 是以酸碱做催化剂的催化。反应物分子与酸碱相接触，或吸附在催化剂固体表面的酸碱部位上，就会发生酸碱反应，形成活性中间络合物，然后再分解出产物，使催化剂复原。 类别 ①均相酸碱催化反应：主要有水解、水合、缩合、酯化、烷基化、重排等（多为液相）。例如，乙烯在硫酸催化剂的作用下水合为乙醇；环氧氯丙烷在氢氧化钠催化剂的作用下水解为甘油；苯和卤代烃在三氯化铝催化剂的作用下烷基化为烷基苯。 ②多相酸碱催化反应：主要有烯烃聚合、催化裂化、烯烃和烷烃的异构化、缩合、加成、歧化等（催化剂为固相）。例如，烷烃在 REY 分子筛和（或）矽铝胶上催化裂化为汽油和 C3 、 C4 气体；苯和乙烯在固体磷酸上烷基化为乙苯；丙烯在硫酸镍上低聚；烯烃在固体碱（碳酸钠或碳酸钾）催化作用下二聚等等。 有些反应既可酸催化也可碱催化，唯产物不完全相同。例如，芳烃和单烯在酸催化下反应生成的产物是烷基加到芳香环上生成的，而碱催化作用则使芳烃的侧链烷基化。又如，在酸或碱催化作用下，烯烃可发生顺、反异构化和双键异构化反应，而仅在酸催化作用下尚可发生骨架异构化反应。 ③布仑斯惕酸碱催化反应 ④路易斯酸碱催化反应 按催化剂分类 若催化剂为酸或含有酸中心，则反应物分子必须含有易于接受质子或给出电子对的原子或基团；若催化剂为碱或含有碱中心，则反应物分子必须易于给出质子或接受电子对。此外，针对不同的催化反应，反应物分子在催化剂表面的吸附能力和催化活性还随催化剂酸碱性质的不同而异。酸碱催化反应须在特定种类的酸碱中心上进行，并需要一定的酸强度范围。酸碱催化作用在均相催化或多相催化中均有套用，是液相催化中最常见的催化作用，在化学工业中套用很广。 固体酸碱中心 固体酸碱中心 固体有两种酸中心：路易斯酸中心和布仑斯惕酸中心，另外还有碱中心。路易斯酸中心正像分子路易斯酸一样，具有未被占据的轨道，对电子对有较高的电子亲合势。路易斯碱中心的一个高能级上有电子对，如果它和一个被吸附的电子接受体二者只有此电子对，则能量将降低。布仑斯惕酸中心具有释放一个质子的倾向。固体酸碱种类繁多，如载于固体上的液体酸碱，金属氧化物（如氧化铝、氧化镁、氧化钛、氧化锌）、硫化物（如硫化锌、硫化钙）和氯化物（氯化汞、氯化铜、氯化铝），混合氧化物（如氧化铝-氧化矽、氧化矽-氧化镁），沸石和金属硫酸盐、磷酸盐等。现以氧化铝、脱阳离子沸石为例，说明路易斯酸、布仑斯惕酸和碱中心的各自成因。氧化铝是由水合氧化物受热脱水而产生：此路易斯酸中心易吸水变为布仑斯惕酸中心：

催化剂与催化作用详细资料大全

《催化剂与催化作用》是2007年大连理工大学出版社出版的图书，作者是王桂茹。本书以现代工业催化技术采用的催化剂和催化反应为起点，分析各种影响因素，逐步认识催化剂的作用和反应机理，达到掌握基本知识和基本理论的目的。 基本介绍 书名 ：催化剂与催化作用 作者 ：王桂茹 ISBN ：9787561118085 页数 ：253 出版社 ：大连理工大学出版社 出版时间 ：2007-8-1 装帧 ：平装 开本 ：16 字数 ：385000 内容简介,目录, 内容简介 本书作者王桂茹教授和他的同事们从20世纪80年代初开始讲授催化剂与催化作用这门课程，当时在工科院校中为石油化工专业开设催化剂课程还很少。因此，经历了长时间的探索，在长期的教学实践中不断总结和完善，从试用教材发展为专用教材。 非均相催化过程在现有工业催化过程中占有主导地位，也是作者们多年来从事科学研究的领域，是本书重点讲授的内容。除选用了一些国内外最新研究成果外，还总结了自身研究工作的经验，把获得的新知识和新见解吸收到教材之中。通过对有代表性的实例分析，使学生知道如何运用基本知识解决实际问题，熟悉从事催化剂研究的方向，为今后的工作打好基础。 催化剂制备及催化剂的失活与再生也是工业催化剂主要组成部分，本书作了专题讲述，目的在于使学生建立起实用的观点，并了解它们在催化反应过程中的重要作用。 目录 第1章 催化剂与催化作用基本知识 1.1 催化作用的特征 1.1.1 催化剂和催化作用的定义 1.1.2 催化作用不能改变化学平衡 1.1.3 催化作用通过改变反应历程而改变反应速度 1.1.4 催化剂对加速化学反应具有选择性 1.2 催化反应和催化剂的分类 1.2.1 催化反应分类 1.2.2 催化剂分类 1.3 固体催化剂的组成与结构 1.3.1 固体催化剂的组成 1.3.2 固体催化剂的结构 1.4 催化剂的反应性能及对工业催化剂的要求 1.4.1 催化剂的反应性能 1.4.2 对工业催化剂的要求

电催化的应用与前景

电催化的应用与前景如下：十世纪末以来，我们却面临巨大的能源危机，以及日益严重的环境污染问题，因而节约有限能源、治理污染是当务之急。电催化科学的研究恰好适应了这种要求。电化学科学是以研究如何加速电极上电催化反应速度。降低电极电位为研究内容，与节能降耗密切相关，特别是在强电流电解过程中的节能，采用电催化电极更是起了巨大的作用。目前对能源利用、燃料电池和某些化学反应的电催化作用研究得较深入。今后在开拓精细有机合成方面可能会得到较大的进展，特别是对那些与电子得失有关的氧化还原反应。本文将主要介绍电催化在有机污水的处理和燃料电池中的研究应用现状，以及对未来发展的展望。随着世界各国工业的迅猛发展，废水的排放量急剧增加，尤其是化学、农药、染料、医药、食品等行业排放的废水，其浓度高、色度大、毒性强，含有大量生物难降解的成分，给全球带来了严重的水体污染。发展目前对能源利用、燃料电池和某些化学反应（如丙烯腈二聚、分子氧还原）的电催化作用研究得较深入，今后在开拓精细有机合成方面可能会得到较大的进展，特别是对那些与电子得失有关的氧化还原反应。中国科学技术大学合肥微尺度物质科学国家实验室谢毅教授、孙永福任教授课题组设计出一种新型电催化材料，能够将二氧化碳高效“清洁”地转化成液体燃料甲酸，该成果刊登于2016年1月7日的《自然》杂志。

电催化的应用与前景

电催化是一种利用电流促进化学反应的技术，广泛应用于能源转化、环境保护和合成化学等领域，具有重要的应用前景。在能源转化方面，电催化可用于电解水制氢、电催化还原二氧化碳等反应，有助于实现可持续能源的生产和利用。电解水制氢是一种绿色、可再生的氢气生产方法，可用于燃料电池和氢能储存。电催化还原二氧化碳则可以将二氧化碳转化为高附加值的化学品，如甲醇或甲烷，从而减少温室气体排放。在环境保护方面，电催化可应用于废水处理和空气污染控制。通过电催化氧化或还原反应，能够高效降解有机物和去除重金属离子，减少水体和土壤污染。此外，电催化也可用于电化学空气净化，通过催化氧化有害气体，如甲醛和苯，以改善室内空气质量。在合成化学领域，电催化为有机合成提供了新的机会。它可以用于选择性催化反应，如电催化羰基化合物的还原和羧酸的电合成。电催化合成具有高效、温和和选择性的特点，有助于减少化学废物的生成，并提高反应的可控性。电催化的应用前景广阔，可以为可持续发展和环境保护提供解决方案。通过不断的研究和创新，我们可以进一步优化电催化体系，提高其效率和经济性，推动其在各个领域的实际应用。

电催化专业就业前景

亲您好 应用化学专业的毕业生一次性就业率比较高，就业行业包括教育、材料、军工、汽车、军队、电子、信息、环保、市政、建筑、建材、消防、化工、机械等行业。

部门包括：各级质量监督与检测部门、科研院所、设计院所、教学单位、生产企业、省级以上的消防总队等。【摘要】
电催化专业就业前景【提问】
亲您好 应用化学专业的毕业生一次性就业率比较高，就业行业包括教育、材料、军工、汽车、军队、电子、信息、环保、市政、建筑、建材、消防、化工、机械等行业。

部门包括：各级质量监督与检测部门、科研院所、设计院所、教学单位、生产企业、省级以上的消防总队等。【回答】
好的【提问】

研究生光催化好还是电催化好

光催化好。光催化相较于电催化的优点：(1)光催化氧化适合在常温下将有机废臭气体完全氧化成无毒无害的物质，适合处理高浓度、气量大、稳定性强的有毒有害气体。(2)有效彻底净化：通过光催化氧化可直接将空气中的有机废臭气体完全氧化成无毒无害的物质，不留任何二次污染。(3)绿色能源：光催化氧化利用人工紫外线灯管产生的紫外光真空波作为能源来活化催化剂，驱动氧化—还原反应，而且光催化剂在反应过程中并不消耗，利用空气中的水和氧作为原料产生氧化剂，有效降解有毒有害废臭气体成为光催化节约能源的较大特点。(4)氧化性强：半导体光催化具有氧化性强的特点，对臭氧难以氧化的某些有机物如三氯甲烷、四氯化炭、六氯苯、都能有效地加以分解，所以对难以降解的有机物具有特别意义，光催化的有效氧化剂是氢氧自由基(OH-)和超氧离子自由基(O2-、O-)，其氧化性高于常见的臭氧、双氧水、高锰酸钾、次氯酸等。(5)广谱性：光催化氧化对从烃到羧酸的种类众多有机物都有效，即使对原子有机物如卤代烃、染料、含氮有机物、有机磷杀虫剂也有很好的去除效果，只要经过一定时间的反应可达到完全净化。(6)寿命长：在理论上，光催化剂的寿命是无限长的，无需更换。

光催化的应用前景

光催化剂又称光触媒，是一种以二氧化钛（TiO2）为代表的具有光催化功能的半导体材料的总称。光催化剂在光的照射下，表面会产生类似光合作用的光催化反应，产生出氧化能力较强的自由氢氧基和活性氧，具有很强的光氧化还原性能，可氧化分解各种有机化合物和部分无机物，能破坏细菌的细胞膜和病毒的蛋白质从而杀灭细菌，把有机污染物分解成无污染的水和二氧化碳，被广泛应用到空气净化、水净化、自净化、杀菌消臭、防污防雾等领域。1、光催化剂在空气净化领域的应用二氧化钛光触媒作为环境净化功能材料，主要因二氧化钛所产生的氢氧自由基能破坏有机气体分子的能量键，使有机气体成为单一的气体分子，加快有机物质、气体的分解，将空气中甲醛、苯等有害物质分解为二氧化碳和水，从而净化空气。日本从20世纪90年代开始，光触媒空气净化产品被大量研制、开发，并投入市场。如光触媒剂、空气净化器、陶瓷、板材等。（1）光触媒剂光触媒剂是光触媒空气净化产品中最常用的一种，对它的使用主要是通过在建筑外装、内装上喷涂光触媒剂来达到净化室内外空气的目的。光触媒不仅可以用于室外，也可以在室内借助荧光灯和LED等室内照明达到同紫外光同样功能的净化效果。（2）空气净化器光触媒空气净化器可以有效分解空气中因家装而挥发的有毒、有害物质，达到净化空气的目的。目前，光触媒空气净化器主要有适用于商场、学校、医院、公司的空气净化系统，家庭用空气净化器，车载空气净化器，光触媒空调等。近年，日本新干线部分车厢也安装了光触媒空气净化装置，空气净化装置内置了氧化钛涂层的多孔质陶瓷以及作为紫外线光源的黑光，通过将其交互式多层排列，达到杀菌除臭的效果。（3）道路建材20世纪80年代，日本在大都市交通密集地段，定期在路面喷涂光触媒剂，来快速分解汽车尾气中的有害物质，达到净化空气的目的。目前，道路建设中具有净化功能的道路建材，如涂料、水泥、防音壁、遮光板等也被陆续使用。杜高翔专访：推动非金属矿业升级，促进光催化材料应用在中国，国家体育馆、鸟巢、上海世博馆等都通过喷涂光触媒剂来净化室内环境和维护建筑设施的洁净。2018年北京地铁6号线全线尝试进行光触媒喷涂，以消除车厢异味。2、光催化剂在自净化领域的应用二氧化钛光触媒代表性功能除了空气净化外，还有自我净化的功能。由于光触媒有较强的酸化力和超亲水性，喷涂于物体表面，可形成光触媒防雾涂层，同时由于其强大的氧化反应效应，可氧化掉物体表面的污渍，使被涂物具有自净化功能。（1）建筑外墙的自净化在建筑外墙上喷涂光触媒剂后，在太阳光的照射下能够快速分解建筑表面的污染物和有害物质，下雨时被分解的污染物随着雨水被冲刷掉，从而保持建筑外墙的美丽和色泽，达到自洁的效果。（2）光触媒瓷砖1998年日本专业陶瓷生产公司TOTO开发了具有自洁功能的光触媒瓷砖，由于光触媒的氧化分解能力，可以使空气中细菌的数量大量减少，进而保证医院的空气质量。光触媒瓷砖不仅能杀菌、抗病毒，还能抑制异味、防腐、防污垢。（3）光触媒玻璃即在玻璃表面涂上具有高光触媒功能的薄膜，由于光触媒的氧化功能和超亲水性，能有效去除污垢，即使在雨天也能较好地保持玻璃的清洁。目前，光触媒玻璃在日本应用较为广泛，如日本中部国际机场、横滨市水道局、商场、住宅大楼等都有安装光触媒玻璃的实例。此外，光触媒玻璃还被应用到了汽车后视镜、新干线列车的车窗上，不仅能保持汽车外观的清洁美观，还能保证雨天驾驶的安全。（4）光触媒顶棚日本许多体育馆、仓库、车站通道的屋顶，商店、娱乐设施的遮阳棚，住宅平台屋顶等均采用光触媒材料设计，即美观又清洁。中国国家大剧院的顶棚，也采用了光触媒技术，具有很好的清洁、防污等功能，自净化效果非常明显。3、光催化剂在医疗卫生领域的应用光触媒在杀灭大肠杆菌、金色葡萄球菌、肺炎杆菌、霉菌等病菌的同时，还能分解由病菌释放出的有害物质。光触媒空气净化功能、自洁功能可以使医疗环境长期保持清洁、干净。其杀菌功能还可以抑制医院、养老机构等医疗设施、医疗器械的细菌繁殖。近年，在抑制癌细胞的生长、假牙清洁和牙齿美白方面也有光触媒的贡献。通过在患癌部位注入光触媒微粒子，来抑制癌细胞的繁殖；在假牙中加入含光触媒的溶液，被光源照射后，假牙上附着的污物被分解而变得干净；牙齿美白方面，主要通过LED灯的照射，去除牙齿上的牙垢，达到清洁牙齿、去除细菌的目的。4、光催化剂在农业领域的应用（1）水果蔬菜保鲜光触媒在农业方面的应用主要用于、和上。众所周知，水果和蔬菜存放时间久了会变质，这是因为，开始变质的部分会释放出能促进水果和蔬菜成熟老化的乙炔气体，促进未变质部位快熟变质。如果使用光触媒，能将乙炔气体分解为二氧化碳和水，易于水果和蔬菜的长时间保存，保持其鲜度。使用光触媒不仅可以保鲜，还可以抑制细菌、霉的繁殖，保持存放水果、蔬菜空间的清洁。（2）养液栽培应用养液培植蔬菜、水果是农业栽培的常用方法，不仅能促进农作物的生长，还能使瓜果、蔬菜避免病虫害的侵蚀。养液栽培使用过程中最主要的问题是养液水的处理，如果不排水，循环使用会减少果菜产量；如定时排放污水容易造成环境污染。利用光触媒处理循环水，建立去除对生长有害物质的清洁系统，提高养液使用率，进而净化环境。（3）提高种子发芽活力实验发现，光触媒产生的活性酸素能对种子发芽产生一定的影响。经过光触媒剂处理的种子，其发芽率远高于普通种子的发芽率，因此，在发芽率较低的草药中使用光触媒剂可大大提升草药的收益率。5、光催化剂在防臭消臭领域的应用光触媒的防臭消臭功能主要体现在汽车、衣柜、鞋柜等狭小、密闭空间空气净化的应用上。例如，汽车使用时间久了，车厢内会产生异味；衣柜、鞋柜因空间密闭，时间久了也会有异味出现，利用光触媒空气净化器可以有效消除车厢、衣柜、鞋柜的臭味异味，净化空气。在日本，光触媒技术已被日本轨道交通列入车厢空气治理的一种技术手段，新干线的吸烟室也装有光触媒除臭器，对车厢进行光触媒除臭，以保证车厢空气的清新。6、光催化剂在水净化领域的应用除了抗菌消臭、防污的功能外，光触媒还可以应用到水净化领域。利用二氧化钛光触媒技术降解水中有机污染物，特别是当水中有机污染物浓度很高或用其他方法难以处理时，光触媒的净化效果是非常明显的。但是，有效除菌的水净化系统的开发较为困难，因为粉末状二氧化钛光触媒遇水易分散，不利于回收。日本千叶大学研制开发的二氧化钛光触媒薄膜小球，将粉末状二氧化钛成膜于球状金属氧化物表面，可以将其与水分离，有效回收再利用。在日本千叶公园使用光触媒薄膜小球进行污水净化处理后，取得了较为明显的效果。光触媒技术由于不消耗地球能源、不使用有害的化学药品，而仅仅利用太阳光的光能等就可将环境污染物在低浓度状态下清除净化，并且还可作为抗菌剂、防霉剂应用，因而是一项具有广泛应用前景的环境净化技术。未来随着光触媒技术研究的深入开展，应用在建筑、家电、涂料、生活等领域的光触媒产品会不断增多，在水污染治理、医疗设施及器械、农业等领域的应用将会引起关注，光触媒市场前景可期。