不均一触媒とは何ですか？
「フェーズ」という用語は、物質の状態を指します。 固体、液体、気相があります。 不均一触媒は、実際の反応物と同じ物質の一部ではない化学反応の参加者です。 例えば、液体は固体触媒の存在下で反応する場合があります。 触媒は反応のプロセスを加速しますが、それ自体は反応物によって消費されません。 貴金属またはその他の遷移金属は、不均一触媒としてしばしば使用され、基板またはキャリア上の表面露出を増加させるために細かく分割することができます。
工業的に最も広く使用されているのは、均一な種類ではなく不均一な触媒です。 露出した触媒表面は、幾何学的に整列した反応物の弱い表面結合の場所を提供します。 この挙動は、例えば炭素-炭素二重結合の水素化のように重要です。 H 2 C = CH 2の化学構造を持つエチレンなどの例を検討するとよいでしょう。 エチレンの1分子が触媒表面に少し近づくと、左下の水素原子と右下の水素原子に吸着または付着します。
水素の単一分子であるH 2またはH‒Hが二重結合全体に追加され、単結合で置き換えられて「飽和」エタンまたはH 3 C‒CH 3を形成します。 ただし、水素原子が二重結合を介して追加できる方法は2つあります。 両方が二重結合の下から追加できるか、一方が下に追加でき、もう一方が反対側の二重結合の上に追加できます。 二重結合の片側に両方の水素原子を付加することを「シス付加」と呼び、一方を一方に、もう一方をもう一方に付加することを「トランス付加」と呼びます。 間違いなく、トランス付加によって水素化された不飽和脂肪を表すために使用される「トランス脂肪」という表現は読者になじみがあるでしょう。
触媒は、反応経路が触媒の存在によって変化するため、使用される反応の速度を高めます。 これにより、遷移状態が変化し、反応の実行に必要な活性化エネルギーが低下します。 不均一系触媒を用いて行われるこのような反応の利点の1つは、触媒の回収しやすさです。 不均一触媒は、材料が連続的に供給、反応、除去、交換される連続プロセス化学反応に特に適しています。 石油産業からのそのような不均一触媒プロセスの例は、いわゆる「移動床」プロセスにおけるペレット化された触媒材料の使用である。