이종 촉매 란?
"단계"라는 용어는 물질의 상태를 나타냅니다. 고체, 액체 및 기체 상이 있습니다. 불균일 촉매는 실제 반응물과 동일한 물질 단계의 일부가 아닌 화학 반응의 참가자입니다. 예를 들어, 액체는 고체 촉매의 존재하에 반응 할 수있다. 촉매는 반응 과정을 가속화하지만, 그 자체는 반응물에 의해 소비되지 않은 채로 남아있다. 귀금속 또는 다른 전이 금속은 종종 불균일 촉매로서 사용되며, 기판 또는 담체에 대한 표면 노출을 증가시키기 위해 미세하게 분할 될 수있다.
산업적으로 가장 널리 사용되는 것은 동종의 다양성이 아닌 불균일 한 촉매입니다. 노출 된 촉매 표면은 기하학적으로 정렬 된 반응물의 약한 표면 결합을위한 부위를 제공한다. 이러한 행동은 예를 들어 탄소-탄소 이중 결합의 수소화에서와 같이 중요하다. 화학 구조 H2C = CH2를 갖는 에틸렌과 같은 예를 고려하는 것이 좋다. 한 분자의 에틸렌이 약간의 촉매 표면에 접근 할 때, 왼쪽 하단 수소 원자와 오른쪽 하단 수소 원자, 즉 왼쪽 및 오른쪽 수소 원자가 유리 상태로 흡착되거나 부착됩니다.
수소, H 2 또는 H‒H의 단일 분자는 이중 결합을 가로 질러 첨가 될 수 있고, 단일 결합으로 대체되어 "포화"에탄 또는 H 3 C‒CH 3를 형성 할 수있다 . 그러나, 수소 원자가 이중 결합을 가로 질러 첨가 할 수있는 두 가지 방법이있다. 둘 다 이중 결합 아래에서 추가 할 수 있고, 하나는 아래 결합에 추가 할 수 있으며, 다른 하나는 다른 쪽에서 이중 결합 위에 추가 할 수 있습니다. 이중 결합의 한쪽에 수소 원자 둘 다의 첨가를 "시스-부가"라하고, 한쪽을 다른쪽에 다른 쪽을 추가하는 것을 "트랜스-부가"라한다. 의심 할 여지없이, 트랜스-부가에 의해 수소화 된 불포화 지방을 설명하는데 사용되는 "트랜스-지방"이라는 표현은 독자에게 친숙 할 것이다.
촉매는 존재에 의해 반응 경로가 변경되기 때문에 촉매가 사용되는 반응 속도를 픽업합니다. 이는 전이 상태를 변화시키고 반응을 수행하는데 필요한 활성화 에너지를 낮춘다. 불균일 촉매로 수행되는 이러한 반응의 한 가지 장점은 촉매의 회수 용이성이다. 불균일 촉매는 연속 공정 화학 반응에 특히 적합하며, 여기서 물질은 연속적으로 제공, 반응, 제거 및 교체된다. 석유 산업으로부터의 이종 촉매 공정의 예는 소위 "이동 층 (moving bed)"공정에서 펠릿 화 된 촉매 물질의 사용이다.