工業催化劑的制備與使用

黃瑤瑤 龍光軍 趙朋飛 李元龍

摘 要：隨著化學工業的高速發展，資源日益減少，環境污染蔓延，生態環境惡化，催化劑在工業領域的使用變得越來越常見。催化劑的使用也大大促進化學工業的生產，很大程度上改變了人們的生活，為社會生產帶來了很大的方便，越來越多的企業和廠家把重心放在催化劑制備和使用上。本文通過對催化劑的概念、用途、重要性、基本要求和特征出發，分析了工業催化劑的制備方法和使用情況。

關鍵詞：工業催化劑；制備；化學工業

沒有人喜歡繞遠路，在化學工業生產中催化劑的使用剛好為工業化學反應提供了可行的捷徑，既快又準的達到了目的地，減少了工業制備的時間，也節省了工人的時間，企業工作效率顯著提升，人民生活水平也大大提升，何樂而不為呢？所以，近幾年，工業生產中對催化劑的投資也越來越多，化學工業催化劑逐漸變成化學工業生產中最重要的一種化學藥品。

一、工業催化劑的概念

催化劑是指在一個化學反應中，改變化學反應的速率，但是催化劑自身的化學性質和質量是一直保持不變的。這里面的改變既包括加快也包括減慢，加快反應速率的催化劑叫做正催化劑，減慢反應速率的催化劑叫做負催化劑，不管是正催化劑還是負催化劑，都有它自身不可被其他東西取代的優勢，在反應中，催化劑所起的作用叫做催化作用，涉及到催化劑的化學反應都被稱為催化反應。。

工業催化劑也一樣，就是催化劑大的分類里的一種，而且同樣在一次反應結束時，本身不發生改變也不出現在產物中。組成成分主要有主催化、助催化、載體，也就是主要活性成分、輔助成份和整個組分的骨架，三者相互聯系，缺一不可。

二、工業催化劑的用途及重要性

催化劑用于各類化學反應的催化，還有石油冶煉，汽車尾氣凈化，生物催化等等多方面。工業催化劑不僅擴大了資源利用范圍，如石油、煤、天然氣等經過催化反應后會生成各種各樣的產物，資源也就變豐富了；通過催化劑精細化工，制造出了各種不常見卻很重要的物質；合成氨的生產顯著提升了社會生產水平；同時催化劑的存在，滿足了社會衣食住行環保國防等各種各樣的需要；現如今。90%以上的化工過程采用了催化劑催化，催化劑在經濟發展過程中十分的重要。

三、工業催化劑的基本要求及特征

基本要求：工業催化劑要求具有較高的活性、熱穩定性、抗毒性以免中毒失活，同時呢，要有較好的選擇性，較低的價格，還要環境友好性，以免對環境造成太大的污染。

特征：催化劑只能改變與溫度有關的化學反應的反應速率，而且催化劑沒辦法改變化學反應的平衡位置，催化劑有壽命長度，失去活性表示著催化劑生命的終結，，同時催化劑對不同的化學反應具有一定的選擇性。

四、工業催化劑的制備方法

1、沉淀法制備工業催化劑

沉淀法就是在鹽水溶液中加入一些沉淀劑，讓水溶液與沉淀劑結合，沉淀出一些固體物質或凝膠，過濾、洗滌、干燥后曬干、活化，便獲得了某種催化劑。廣泛用于制備高含量的非貴金屬和金屬氧化物催化劑的制備。

2、浸漬法制備工業催化劑

浸漬法就是把一些充當載體的物質浸泡在活性物質中，經過一段時間后倒掉剩余的液體，把剩下的物質通過過濾、洗滌、干燥之后得到某種催化劑，廣泛用于負載型催化劑的制備，不過所需時間比較長。

3、混合法制備工業催化劑

混合法是將組成某催化劑的各組分以粉末狀形式完全混合均勻，是各組分盡可能分散黏合，這個方法設備較簡單，操作也比較的方便。

4、熔融法制備工業催化劑

熔融法是指在高溫條件下某種催化劑的原料破碎后經過篩分、混合、還原后得到某種催化劑。得到的催化劑活性高、穩定性高。

5、離子交換法制備工業催化劑

各反應物離子分散后，自由交換到負載上的一個過程，最后經過洗滌、干燥、焙燒等操作成型，通過離子交換法得到的催化劑具有較高的分散度、催化性能，適用于制備低含量、高利用率的貴金屬催化劑的制備。

五、工業催化劑的使用情況

1、綠色化工生產方面

綠色化工的催化反應主要有加氫還原反應、氧化反應、催化重整等等，加快了綠色化工生產速度，提高了化工生產效率。綠色化工產業對催化劑的要求非常高，即必須要有較高的選擇性、較高的活性以及環境友好型。

2、環境保護方面

通過催化作用，加快了汽車尾氣凈化，而且促進了有機廢氣無污染且快速充分的燃燒，產生的燃燒尾氣還能催化還原，很大程度上減少了環境污染。以環保為目的的催化化學在環境保護中起著核心作用。

3、能源領域方面

能源領域主要有石油煉制與石油化工，天然氣化工等等，主要一點是化學燃料電池的使用，它是將有機物轉化成電能，儲存并節約了大量的能源資源，減少了其他能源的浪費。

4、生物催化方面

生物催化是指利用生物催化劑來改變化學反應速率。瓜果蔬菜方面使用適量的催化劑可以提高產量，微生物和酶的發酵技術工藝，大大提高了天然原材料的使用率，且費用大大節減，也方便了人們的生活。

結語

通過本文的分析，我們知道，現如今，工業催化劑種類繁多，用途廣泛，發展也十分的迅速，各種新型的催化劑也層出不窮，工業催化劑也慢慢地變成了化學工業生產中必不可少的一部分，工業生產中對催化劑的性能要求也日益提高。而且城市化進程的加快和人民生活水品的提高，對催化劑的一般要求也越來越高。工業催化劑的發展還有很長的一段路要走，也會遇到很大的困難，但是，催化劑技術已成為全國乃至世界新世紀優先發展的重點，工業催化劑的未來十分的客觀。

參考文獻

[1]黃仲濤.工業催化[M].北京：化學工業出版社，2003.

[2]袁志慶，陳洪.浸漬法在制備中的應用[D].長沙：中南大學粉末冶金研究院，2007.

（作者單位：沈陽師范大學）