Катализаторы химия: Катализаторы - Что такое Катализаторы?

Содержание

Катализаторы — Что такое Катализаторы?

Примерно 90% объема современного химического производства основано на каталитических процессах.

Катализаторы — вещества, изменяющие скорость химической реакции и не входящие в состав конечных продуктов.
См. Спецпроект Neftegaz.RU «Национальный продукт: Отечественные катализаторы».

Катализаторы обеспечивают энергетически менее затрудненные пути реакции, что позволяет эффективно использовать сырье.
Катализ — это ускорение химических реакций под действием малых количеств веществ (катализаторов), которые сами в ходе реакции не изменяются.
Они широко используются при переработке нефти, получении различных продуктов, создании новых материалов (например, пластмасс).
Примерно 90% объема современного химического производства основано на каталитических процессах.
Катализаторы позволяют превратить низкосортное сырье в высокоценные продукты.
Без катализаторов невозможно обеспечить производство моторных топлив для двигателей экологического стандарта «Евро-5» и выше.

Например, в каталитическом крекинге — одном из ключевых процессов, обеспечивающих увеличение выхода светлых нефтепродуктов (особенно бензина), самое главное действие катализатора — расщепление больших углеводородных молекул на более мелкие с высоким октановым числом.

Гидрокрекинг в свою очередь — процесс получения высококачественных керосиновых и дизельных дистиллятов из тяжелого газойля вакуумной перегонки и вторичных процессов.
Он также позволяет получить высококачественную основу базовых масел, близкую по эксплуатационным характеристикам к синтетическим.
Иначе говоря, это каталитический крекинг в присутствии водорода — где сочетание водорода, катализатора и соответствующего режима процесса позволяют провести крекинг низкокачественного легкого газойля и добиться получения высококачественных основ для широкого ассортимента товарных смазочных масел.

Катализаторы здесь играют важную роль: они активно взаимодействуют с водородом, благодаря им идет сам крекинг и происходит образование изопарафинов.

Гидроочистка является наиболее крупнотоннажным каталитическим процессом в нефтепереработке.
В процессе гидроочистки понижается содержание серы в топливе.
Эффективность гидроочистки зависит от активности катализаторов, температурного режима и качества сырья.
И повышение эффективности процесса требует использования новых типов катализаторов.

Требования к катализаторам:

постоянная высокая каталитическая активность,
селективность,
механическая прочность,
термостойкость,
устойчивостью к действию каталитических ядов,
большая длительность работы,
легкая регенерируемость,
необходимые гидродинамические характеристики,
невысокая стоимость.

Активность определяется скоростью реакции, отнесенной к единице объема или массы катализатора и зависит от его хим. состава.
Формирование свойств катализатора происходит во время его приготовления и во время эксплуатации, поэтому метод приготовления катализатора должен учитывать возможность образования активных центров в условиях катализа. Во многих случаях активность промышленных катализаторов увеличивают добавлением промоторов (сокатализаторов).

Селективность изменяется из-за изменения электронных свойств и окружения активных центров катализатора (эффект лиганда).
В реакциях сложных органических молекул большое значение имеет преимущественное образование продукта, близкого по своей форме и размерам к размерам микропор катализатора.
В сложных многостадийных реакциях применяют многофазные многокомпонентные катализаторы, селективность которых выше благодаря тому, что каждая стадия сложной реакции ускоряется своим компонентом катализатора. Селективность катализатора зависит также от его пористости, размера зерен и характера их укладки.

Термостойкость катализаторов важна для первых по ходу реагента слоев катализаторов в экзотермических реакциях, когда выделение тепла может вызвать рекристаллизацию и дезактивацию катализаторов.
Для предотвращения рекристаллизации катализаторы наносят на термостойкие носители.

Устойчивость катализатора к действию ядов каталитических определяется спецификой их взаимодействия с катализатором.
Металлические катализаторы отравляются соединениями кислорода (Н₂О, СО), серы (H₂S, CS₂ и др.), N, Р, As и другими веществами, образующими более прочную химическую связь с катализатором, чем реагирующие вещества.
На оксидные катализаторы действуют те же яды, однако оксиды более устойчивы к отравлению.
В процессах крекинга, риформинга и других реакций углеводородов катализаторы отравляются в результате покрытия их слоем кокса.
Кроме того, катализаторы могут дезактивироваться из-за механического покрытия поверхности пылью, которая вносится извне или образуется при катализе.

Приготовление катализаторов
Катализаторы с развитой удельной поверхностью распространение получил метод осаждения из водных растворов солей с последующим прокаливанием образующихся соединений.
Так получают многие оксиды металлов. При этом лучше использовать водный раствор NH₃, потому что отпадает необходимость отмывки осадка от щелочных металлов.
Охлажденный катализатор дробят, просеивают и восстанавливают азотно-водородной смесью в колонне синтеза.
Для получения правильной геометрической формы зерен катализатора используют специальные формовочные машины.
Цилиндрические гранулы получают экструзией (выдавливанием) влажной массы с помощью массивного винта (шнека) через отверстия нужного диаметра, после чего разрезают полученный жгут на отдельные цилиндрики, которые
закатываются в сферические гранулы в специальных грануляторах.

Плоские цилиндрические таблетки получают прессованием сухого порошка на таблеточных машинах

Катализатор — все статьи и новости

Катализатор — вещество, которое способствует ускорению химической реакции, однако не входит в состав продуктов этих реакций. С помощью катализатора можно осуществлять быстрые реакции при небольших температурах. Процесс, при котором осуществляется ускорение химических реакций благодаря катализаторам, называется катализ. Этот термин ввел шведский химик Йёнс Якоб Берцелиус в 1835 году. Процесс, при котором катализатором выступает один из продуктов реакции или ее исходных веществ, называют автокатализом.

Катализаторы можно разделить на два типа: гетерогенные и гомогенные. Гомогенные катализаторы находятся в одной фазе с реагирующими веществами. В качестве гомогенных катализаторов используют кислоты и основания. Гетерогенные катализаторы образуют самостоятельную фазу, которая отделена границей раздела от фазы, в которой находятся реагирующие вещества. К гетерогенным катализаторам можно отнести металлы, а также их оксиды и сульфиды.

У всех живых существ метаболизм зависит от биологических катализаторов, которые называются энзимами. Это молекулы РНК или белковые молекулы, а также их комплексы, которые ускоряют процесс обмена веществ, что является жизненно необходимым для живых организмов.

На действии катализаторов основываются и многие промышленные процессы. Так, при производстве аммиака в качестве катализатора выступает железо. Катализаторы также широко используются при переработке нефти и создании новых материалов, например пластмассы.

Также катализатором называют деталь выхлопной системы в автомобилях, которая снижает содержание вредных веществ в выхлопных газах. Благодаря такому катализатору происходит химическая реакция, в которой участвуют такие вредные вещества, как окись углерода (CO), углеводород и оксиды азота. В результате реакции образуются оксид углерода (CO₂) и азот (N₂), которые являются менее вредными.

Вещество, которое, наоборот, замедляет реакцию, называют ингибитором.

Фото: Bdyczewski/Pixabay

Катализ и катализаторы — Энциклопедия wiki.MPlast.by

Катализ – это процесс изменения скорости химической реакции при помощи катализаторов – веществ, принимающих участие в химической реакции, но в состав конечных продуктов не входящих и в результате реакции не расходующихся.

Одни катализаторы ускоряют реакцию (положительный катализ), другие – замедляют (отрицательный катализ). Отрицательный катализ называют ингибированием, а катализаторы, понижающие скорость химической реакции – ингибиторами.

Различают гомогенный и гетерогенный катализ.

Гомогенный катализ.

При гомогенном (однородном) катализе реагирующие вещества и катализатор находятся в одинаковом агрегатном состоянии и между ними отсутствует поверхность раздела. Пример гомогенного катализа – реакция окисления

SO₂ и SO₃ в присутствии катализатора NO (реагирующие вещества и катализатор являются газами).

Гетерогенный катализ.

В случае гетерогенного (неоднородного) катализа реагирующие вещества и катализатор находятся в различных агрегатных состояниях и между ними существует поверхность (граница) раздела. Обычно катализатор – твердое вещество, а реагирующие вещества – жидкости или газы. Пример гетерогенного катализа – окисление NN₃ до NO в присутствии Pt (катализатор – твердое вещество).

Механизм действия катализаторов

Действие положительных катализаторов сводится к понижению энергии активации реакции Е_а(исх), действие ингибиторов – противоположное.

Так, для реакции 2HI =

H₂+I₂ Е_а(исх)=184 кДж/моль. Когда же эта реакция протекает в присутствии катализатора Au или Pt, то Е_а(исх)=104 кДж/моль, соответственно.

Механизм действия катализатора при гомогенном катализе объясняется образованием промежуточных соединений между катализатором и одним из реагирующих веществ. Далее промежуточное соединение реагирует со вторым исходным веществом, в результате чего образуется продукт реакции и катализатор в первоначальном виде. Так как скорость обоих промежуточных процессов значительно больше скорости прямого процесса, то реакция с участием катализатора протекает значительно быстрее, чем без него.

Например, реакция:

SO₂ +1/2 O₂ = SO₃ протекает очень медленно, а если использовать катализатор NO

то реакции NO +1/2О₂ = NO₂ и NO₂ +SO₂ = SO₃ +NO протекают быстро.

Механизм действия катализатора при гетерогенном катализе иной. В этом случае реакция протекает вследствие адсорбции молекул реагирующих веществ поверхностью катализатора (поверхность катализатора неоднородна: на ней имеются так называемые активные центры, на которых и адсорбируются частицы реагирующих веществ.). Увеличение скорости химической реакции достигается, в основном, за счет понижения энергии активации адсорбированных молекул, а также, отчасти, за счет увеличения концентрации реагирующих веществ в местах, где произошла адсорбция.

Каталитические яды и промоторы.

Некоторые вещества снижают или полностью уничтожают активность катализатора, такие вещества называют каталитическими ядами

. Например, небольшие примеси серы (0,1%) полностью прекращает каталитическое действие металлического катализатора (губчатого железа), использующегося при синтезе аммиака. Вещества, повышающие активность катализатора, называют промоторами. Например, каталитическая активность губчатого железа значительно возрастает при добавлении примерно 2% метаалюмината калия KAlO₂.

Применение катализаторов

Действие катализатора избирательно и специфично. Это означает, что, применяя различные катализаторы, из одних и тех же веществ можно получить различные продукты. Это особенно характерно для реакций органических веществ. Например, в присутствии катализатора AlO₃ происходит дегидратация этилового спирта, в присутствии Cu – дегидрирование:

Биологические катализаторы, принимающие участие в сложных химических превращениях, протекающих в организме, называются ферментами.

Катализаторы широко используются в производстве серной кислоты, аммиака, каучука, пластмасс и др. веществ.

Автор: Метельский А.В
Источник: Метельский А.В., Химия в Экзаменационных вопросах и ответах, Минск, изд. «Беларуская энцыклапедыя», 1999 год
Дата в источнике: 1999 год

Создан новый тип катализаторов для управления продуктами химических реакций

О том, как проходила разработка и какие у неё особенности «Научной России» рассказал один из авторов исследования, заведующий Международной лабораторией нанодиагностики Южного федерального университета Арам Бугаев.

«Конкретно исследование последнего катализатора заняло чуть больше года. Это была долгая непрерывная работа. Палладий – это хорошо известный катализатор. В различных формах он используется во многих реакциях, в промышленном масштабе – в нефтихимии, фармацевтической промышленности. В целом катализаторы различаются на два типа: гомогенные и гетерогенные. В случае гомогенных катализаторы-продукты находятся в одной фазе, например, жидкие продукты и катализатор тоже жидкий. Недостатком тут является то, что сложно отделить потом катализатор, который можно дальше использовать, от продуктов. Особенно важно это для фармацевтической промышленности, когда заявлены высокие требования к чистоте продукта. А гетерогенный катализатор – чаще всего это твердое вещество (порошок или таблетка), а продукты – газообразные или жидкие. Соответственно их легко отделить и катализатор можно использовать несколько раз», – говорит Арам Бугаев.

Заведующий Международной лабораторией нанодиагностики ЮФУ добавил, что новый материал по-настоящему уникальный, ведь он может трансформироваться под любые химические реакции.

«Первое преимущество, которым обладает новый материал, что по своим свойствам и эффективности он напоминает гомогенный катализатор, но при этом в плане практического применения обладает всеми преимуществами гетерогенного катализатора. Это порошок, который можно использовать много раз. Чем он похож на гомогенный? Тем, что все атомы палладия находятся абсолютно в одинаковом состоянии, т.е. какой бы мы не взяли атом палладия, он имеет вокруг себя абсолютно одинаковую атомную структуру», – утверждает Арам Бугаев.

Говоря о преимуществах нового материала, учёный рассказал и о тонкостях всего исследования. Он пояснил, как можно использовать различные продукты для получения интересных экспериментов, и что это главная находка для всех учёных-химиков.

«Новизна этого исследования в том, что в любой реакции мы можем иметь какой-то набор продуктов, он не всегда бывает один. В том классе реакций, что мы исследуем, обычно все продукты образуются с равной долей вероятности, что не совсем хорошо для практического применения, когда нужно получить только один из них. В этом материале атомы палладия, которые и производят продукты, заключены внутри наноразмерных пор, и получается так, что каким-то продуктам легко образовываться внутри этой поры, а каким-то сложно. Т.е. подавляющее большинство продуктов те, молекулы которых подходят по форме пор. Это первый пример в данной области, когда удалось совместить и каталитическую активность палладия, и механические ограничения подложки, где форма пор определяет продукты реакции. Уверен, что в дальнейшем есть большие возможности по поиску более сложных каталитических реакций, где будет большой экономический выигрыш от того, что мы отсекаем все неподходящие по форме продукты. Форму пор также можно варьировать, «играться» с материалами: для экспериментальной работы тут открываются большие перспективы», – добавил Арам Бугаев.

Отметим, что исследование проходило в составе Международной группы учёных из Южного федерального университета и Католического университета Левена (Бельгия) совместно с коллегами из Гентского университета (Бельгия) и Национального института химии Словении. Исследование выполнено в рамках совместного Российско-бельгийского проекта и было опубликовано в журнале Nature Catalysis.

Приверженность катализу | Haldor Topsoe

Что такое катализ?
Мы уверены в том, что фундаментальные исследования позволяют компании продемонстрировать преимущества катализа для мировой промышленности и предложить заказчикам наилучшие решения. На протяжении 75 лет наши исследователи непрерывно повышают эффективность катализаторов и расширяют возможности их использования. Но что такое катализатор? Как он работает? Где применяются катализаторы и технологии Топсе? Катализ – это процесс, в котором вещество, называемое катализатором, способствует химической реакции, оставаясь при этом неизменным.

Велосипедист
Для иллюстрации процесса, рассмотрим пример велосипедиста, который находится у подножия горы. Без катализатора он должен будет забираться на вершину, используя колоссальное количество энергии. Использование катализатора сопоставимо с наличием туннеля в горе, который поможет велосипедисту значительно сократить путь и, следовательно, энергетические и временные затраты. Туннель и, так же как и катализатор, остается неизменным и служит в течение многих лет, помогая тем самым многим велосипедистам проехать гору.

Topsoe Catalysis Forum

Что делает катализ?
Каталитический процесс преобразовывает один химический компонент в другой. Например, из природного газа можно получить водород, а водород и азот можно преобразовать в аммиак. Участие катализатора в химическом процессе ускоряет химическую реакцию и значительно уменьшает затраты энергии. В результате повышается производительность при одновременном сохранении ресурсов.

Катализ и промышленность
Катализ имеет первостепенное значение для мирового промышленного производства. В 90 % всех химических процессов используется катализ, и 60 % всех промышленных продуктов производится с его применением. Катализ ускоряет химические процессы. Например, установка по производству аммиака в день обычно производит 1000 тонн продукта. Без катализа производство такого объема аммиака заняло бы примерно один миллион дней.

От нано — до мега
В компании Топсе мы решаем широкий диапазон задач: от исследований на нано-уровне и разработки катализаторов и каталитических процессов до послепродажного обслуживания установок наших заказчиков. На каждом этапе наши ученые и инженеры вносят весомый вклад в процесс поиска наиболее оптимальных решений. Проектирование установок и разработка процессов происходят в соответствии с конкретными требованиями заказчиков.

Синергетическая связь
Непосредственная взаимосвязь научно-исследовательских, проектно-конструкторских работ, изготовления катализаторов и их продажи создает основу для непрерывной оптимизации наших продуктов – катализаторов и технологий. Наши катализаторы и технологии разрабатываются в тесном сотрудничестве между научно-исследовательскими, проектно-конструкторскими и производственными подразделениями компании, что гарантирует создание катализаторов и процессов, не только соответствующих ожиданиям заказчиков, но и во многом превосходящих эти ожидания.

Исследователь и бизнесмен
Доктор Топсе понимал необходимость соединения научных знаний и духа предпринимательства. Научные исследования в Топсе обеспечивают компании передовые позиции в создании и внедрении каталитических технологий. Что в свою очередь является гарантией предоставления наилучших решений для наших заказчиков. В процессе создания решений следующего поколения мы охватываем новые отрасли. Иными словами, наши научные исследования финансируются посредством бизнеса. Уникальность бизнес-модели Топсе состоит в объединении всех аспектов — от фундаментальных знаний до практического применения, что обеспечивает высочайшую эффективность и качество.

В наименьшем масштабе
Наши знания в сфере химических реакций и процессов на атомном уровне служат основой для разработки продукции. Научные исследования в Топсе варьируются в диапазоне от атомного уровня до крупномасштабных пилотных установок. В ходе исследований, создания и совершенствования катализаторов и процессов мы стремимся охватывать новые отрасли и новые направления бизнеса. Научные исследования и разработки осуществляются в тесном сотрудничестве между различными подразделениями компании. Исследователи изучают новые возможности. Инженеры выявляют потребности заказчиков. Проектировщики разрабатывают технологические процессы и оборудование. На катализаторном заводе оптимизируют производство катализаторов.

Инновационные катализаторы для химической, нефтехимической, металлургической и других отраслей промышленности | Голосман

1. Пармон В.Н. // Вестник РАН. 2012. Т. 82. № 6. С. 531—540.

2. Пармон В.Н., Носков А.С., Анфимова Н.П., Шмачкова В.П. // Катализ в промышленности. 2006. № 1. С. 6—20.

3. Алексеев А.М. ГИАП в истории азотной промышленности СССР и России. С. 481—532. В кн. Из истории катализа / Под ред. В.Д. Кальнера. М.: «Калвис», 2005. 568 с.

4. НИАП-КАТАЛИЗАТОР (URL: http://www.niap-kt.ru).

5. Демиденко И.М., Янковский Н.А., Степанов В.А., Мельников Б.И., Никитина Э.Ф., Кравченко Б.В. Аммиак. Вопросы технологии / Под общ. ред. Н.А. Янковского. Донецк: Новая печать; Лебедь. 2001. 497 с.

6. Вакк Э.Г., Шуклин Г.В., Лейтес И.Л. Получение технологического газа для производства аммиака, метанола, водорода и высших углеводородов. Теоретические основы, технология, катализаторы, оборудование, системы управления. Учеб. пособие / Под общ. ред. И.Л. Лейтеса. М., 2011. 480 с.

7. Голосман Е.З. Новые технологии в азотной промышленности: Сборник трудов II Общероссийской научно-технической конференции. Ставрополь, 2007. С. 6—17.

8. Голосман Е.З. // Химическая технология. 2000. № 12. С. 25—35.

9. Голосман Е.З. // Кинетика и катализ. 2001. Т. 42. № 3. С. 383—393.

10. Голосман Е.З., Ефремов В.Н. Получение и очистка защитных атмосфер на промышленных катализаторах. Deutschland, Saarbrücken. Изд.: Palmarium Academic Publishing. 2016. 59 с.

11. Голосман Е.З., Кононова Д.Е. // Российский химический журнал. 2006. Т. L. № 3. С. 167—171.

12. Круглова М.А. Голосман Е.З. // Катализ в промышленности. 2013. № 5. С. 7—15.

13. Мирзаева Л.М., Ахвердиев Р.Б., Гусейнова А.Д., Оруджева Х.А., Якерсон В.И., Голосман Е.З. // Азербайджанский химический журнал. 2000. № 3. С. 60—63.

14. Pushkarev A.Y., Golovin K.A., Obysov M.A., Brenner V.A., Golosman E.Z. 6th Pacific Rim International Conference on water jetting technology. Sydney. Australia. 9-11 October. 2000. P. 305 — 308.

15. Ефремов В.Н., Голосман Е.З. // Кинетика и катализ. 2006. Т. 47. № 5. С. 805—817.

16. Голосман Е.З. Промышленные катализаторы на основе специальных цементов для интенсификации технологических процессов и обезвреживания отходящих газов в нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности. Серия: Актуальные проблемы нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности. Охрана окружающей среды. М.: ЦНИИТЭнефтехим, 1997. 44 с.

17. Голосман Е.З., Волченкова С.А. // НефтеГазоХимия, 2017. № 3. С. 41—51.

18. Tkachenko I.S., Tkachenko S.N., Lunin V.V., Egorova G.V., Voblikova V.A., Golosman E.Z. IOA 17th World Ozone Congress-Strasbourg. 2005. IV.2.16. (1—14).

19. Голосман Е.З., Саломатин Г.И., Смирнова Т.Н., Ефремов В.Н., Якерсон В.И. // Химия в интересах устойчивогоразвития. 2005. № 6. С. 843—845.

20. Лапидус А.Л., Голосман Е.З., Стрижакова Ю.А. // Химия твердого топлива. 2011. № 3. С. 36—39.

21. Егеубаев С.Х. // Катализ в промышленности. 2001. № 2. С. 24—32.

22. Крылов О.В. Гетерогенный катализ. Учебное пособие для вузов. М.: Академкнига, 2004. 679 с.

23. Хасин А.А. Основные пути переработки природного газа в компоненты топлив и ценные химические продукты. Учебное пособие. Новосибирск: РИЦ НГУ, 2016. 86 с.

24. Арутюнов В.С. Окислительная конверсия природного газа / Отв. ред. А.Л. Лапидус. М.: КРАСАНД, 2011. 640 с.

25. Крылов О.В. // Катализ в промышленности. 2007. № 2. С. 13—29.

26. Систер В.Г. Химическая технология неорганических веществ. Ч. 1: Азотные неорганические соединения / В.Г. Систер, В.Н. Русин. М.: Университет машиностроения, 2016. 246 с.

27. Clariant [электронный ресурс]: URL: http://www.clariant.com.

28. Johnson Matthey [электронный ресурс]: URL: http://www.matthey.com

29. Haldor Topsoe [электронный ресурс]: URL: http://www.topsoe.com

30. Дульнев А.В., Обысов А.В., Соколов С.М., Головков В.И. // Газохимия. 2008. № 3. С. 76—79.

31. Пат. РФ 2359755; опубл. 2009.

32. Дульнев А.В., Обысов А.В., Дормидонтова С.Г. // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2009. Т. 75. № 11. С. 38—41.

33. Дульнев А.В., Обысов А.В. // Катализ в промышленности. 2011. № 4. С. 71—77.

34. Hartmann V.L., Obysov A.V., Dulnev A.V., Afanas’ev S.V. // Chemical Engineering Journal. 2011. Vol. 176—177. P. 102—105.

35. Пат. РФ 2412758; опубл. 2011.

36. Дронов А.Е., Голосман Е.З., Боевская Е.А. Научные труды научно-практической конференции «Экологические проблемы Тульского региона». Тула, 2002. С. 260—264.

37. Hartmann V.L. // Chemical Engineering Journal. 2007. Vol. 134. № 1 — 3. P. 190—194.

38. Hartmann V.L. // Chemical Engineering Journal. 2005. Vol. 107. № 1 — 3. P. 39—43.

39. Даут В.А., Гартман В.Л., Коновалов С.Я., Тарарышкин М.В., Обысов А.В., Бесков В.С., Голосман Е.З. // Химическая промышленность. 2000. № 10. С. 505—511.

40. Калинченко Ф.В., Данилова Л.Г. // Катализ в промышленности. 2005. № 3. С. 23—26.

41. Навалихина М.Д., Крылов О.В. // Успехи химии. 1998. Т. 67. № 7. С. 656—687.

42. Голосман Е.З., Ефремов В.Н. // Катализ в промышленности. 2012. № 5. С. 36—55.

43. Молчанов В.В., Буянов Р.А. // Успехи химии. 2000. Т. 69. № 5. С. 476—493.

44. Пат. РФ 2143320; опубл. 1999.

45. Газимзянов Н.Р., Гартман В.Л. // Катализ в промышленности. 2006. № 4. С. 44—51.

46. Голосман Е.З., Ефремов В.Н., Кашинская А.В. // НефтеГазоХимия. 2015. № 2. С. 39—43.

47. Ефремов В.Н., Голосман Е.З., Кашинская А.В., Тесакова Г.М. // Химическая промышленность сегодня. 2012. № 11. С. 5—17.

48. Ефремов В.Н., Кашинская А.В., Поливанов Б.И., Боевская Е.А., Голосман Е.З. // НефтеГазоХимия. 2015. № 4. С. 62—66.

49. Ефремов В.Н., Кашинская А.В., Поливанов Б.И., Голосман Е.З., Полушин А.П. // НефтеГазоХимия. № 1. 2016. С. 40—44.

50. Минюкова Т.П. Физико-химические основы регулирования каталитических свойств катализаторов на основе Cu- и Fe-содержащих оксидных соединений для синтеза и дегидрирования метанола и паровой конверсии СО // Автореф. дис. … д-ра хим. наук. Томск, 2014. 41 с.

51. Пат. РФ 2172210; опубл. 2001.

52. Пат. РФ 2241540; опубл. 2004.

53. Голосман Е.З., Нечуговский А.И., Крейндель А.И., Чуприн В.М., Хилкова А.А. // Химическая промышленность. 1999. № 1. С. 36—39.

54. Пат. РФ 2074028; опубл. 1997.

55. Голосман Е.З., Нечуговский А.И., Андросов П.Д. // Химическая промышленность сегодня. 2006. № 5. С. 28—33.

56. Павлычев В.Н., Евдокимова Ж.А., Голосман Е.З., Якерсон В.И. // Химическая промышленность. 1987. № 7. С. 397—399.

57. Ола Дж. Метанол и энергетика будущего. Когда закончатся нефть и газ // Дж. Ола, А. Гепперт, С. Пракаш; пер. с англ. М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2009. 416 с.

58. Антонюк С.Н., Лапидус А.Л., Казанский В.Б., Якерсон В.И., Ханумян А.А., Голосман Е.З., Нечуговский А.И., Песин О.Ю. // Кинетика и катализ. 2000. Т. 41. № 6. С. 831—833.

59. Бачурихин А.Л., Голосман Е.З. Инновационные нефтехимические технологии. 2012: Материалы VIII Международной конференции. Нижнекамск. 9—12 октября 2012 г. С. 136—137.

60. Производство капролактама // Под ред. В.И. Овчинникова и В.Р. Ручинского. М.: Химия, 1977. 264 с.

61. Егоров А.И. // Вестник Кузбасского государственного технического университета. 2015. № 1. С. 111—115.

62. Голосман Е.З., Полевой А.С., Проскурин А.М., Клинова Л.Л., Трошина В.А., Нечуговский А.И. 5-я Международная конференция по интенсификации нефтехимических процессов «Нефтехимия-99»: Тезисы докладов. 1999. С. 257.

63. Голосман Е.З., Антонюк С.Н., Ефремов В.Н., Круглова М.А., Кустов Л.М., Кучеров А.В., Леонов В.Т., Моисеев М.М., Платонов О.И., Саблукова И.В., Смирнова Т.Н., Ткаченко С.Н., Ткаченко И.С., Трошина В.А. Материалы VIII Международной конференции «Инновационные нефтехимические технологии — 2012». Нижнекамск. 9—12 октября 2012 г. С. 123—124.

64. Клинова Л.Л., Голосман Е.З., Полевой А.С., Саломатин Г.И., Трошина В.А., Боевская Е.А. // Химическая промышленность. 1999. № 7. С. 14—19.

65. Белов В.В., Голосман Е.З. // Каталитический бюллетень. 2016. № 1 (77). URL: http://www.catalysis.ru/block/?ID=1&ELEMENT_ID=29142#29142

66. Белов В.В., Голосман Е.З. Каталитический бюллетень. 2017. № 1 (81). URL: http://www.catalysis.ru/block/?ID=1&ELEMENT_ID=30785#30785

67. Белов В.В., Марков В.И., Сова С.Б., Голосман Е.З., Нечуговский А.И. // Журнал прикладной химии. 2016. Т. 89. Вып. 3. С. 362—369.

68. Родионов А.И., Клушин В.Н., Систер В.Г. Технологические процессы экологической безопасности. Основы энвайронменталистики. Учебник для студентов технических и технологических специальностей. 3-е изд., перераб. и доп. Калуга: Издательство Н. Бочкаревой, 2000. 800 с.

69. Файнштейн В.И. Кислород, азот, аргон — безопасность при производстве и применении. М.: Интермет Инжиниринг, 2014. 224 с.

70. Мухутдинов Р.Х., Самойлов Н.А. Теория и практика каталитической очистки отходящих газов. Уфа: Гилем, 2002. 252 с.

71. Ефремов В.Н., Файнштейн В.И., Голосман Е.З. // Химическая промышленность сегодня. 2003. № 1. С. 25—31.

72. Ефремов В.Н., Савинов М.Ю., Моисеев М.М., Саломатин Г.И., Файнштейн В.И., Голосман Е.З. // Химическая промышленность. 2002. № 7. С. 11—18.

73. Носков А.С., Пай З.П. Технологические методы защиты атмосферы от вредных выбросов на предприятиях энергетики. Новосибирск. СО РАН ГПНТБ. 1996. 156 с.

74. Ефремов В.Н., Голосман Е.З., Зиновьева Т.А. // Химическая промышленность. 2000. № 8. С. 15—19.

75. Ефремов В.Н., Евсеев А.П., Бруштейн Е.А., Голосман Е.З. Всероссийская конференция с международным участием «Каталитические технологии защиты окружающей среды для промышленности и транспорта»: Тезисы докладов. Санкт-Петербург. 11—14 декабря 2007 г. С. 46—47.

76. Дульнев А.В., Ефремов В.Н., Обысов М.А., Голосман Е.З., Якерсон В.И. // Журнал прикладной химии. 2004. № 9. С. 1501—1509.

77. Дульнев А.В., Ефремов В.Н., Обысов М.А., Голосман Е.З., Евсеев А.П. // Катализ в промышленности. 2005. № 3. С. 26—32.

78. Лунин В.В., Попович М.П., Ткаченко С.Н. Физическая химия озона. М.: Изд-во Московского университета, 1998. 480 с.

79. Лунин В.В., Самойлович В.Г., Ткаченко С.Н., Ткаченко И.С. Теория и практика получения и применения озона. М.: Изд-во Московского университета, 2016. 416 с.

80. Massechelein W.J. // Ozone Science & Engineering, 20. № 3. 1998. P. 191 — 203. 81. Довганюк В.Ф., Туркова Т.В., Алешин А.И., Анисимов С.П., Никитина И.Н., Голосман Е.З., Трошина В.А., Бунин И.Е., Исаев П.В., Шкитина В.И., Правдин А.И., Ткаченко С.Н., Ткаченко И.С. Наукоемкие химические технологии-2008. XII Международная научно-техническая конференция. Волгоград. 09—11 сентября 2008 г. С. 184—185.

81. Дульнев А.В., Голосман Е.З., Ткаченко С.Н., Ткаченко И.С. // Химическая технология. 2009. Т. 10. № 2. С. 94—98.

82. Ткаченко С.Н., Лунин В.В., Егорова Г.В., Попович М.П., Голосман Е.З. Озон и другие экологически чистые окислители. Наука и технологии: Материалы 27-го Всероссийского семинара. М.: химфак МГУ, изд. «Университет и школа». 4 июня 2004 г. С. 34—69.

83. Ткаченко С.Н., Голосман Е.З., Лунин В.В., Козлова И.В., Егорова Г.В., Боевская Е.А., Ткаченко И.С., Нечуговский А.И., Ярошенко М.П. // Журнал прикладной химии. 2007. Т. 80. Вып. 8. С. 1314—1320.

84. Залозная Л.А., Ткаченко С.Н., Егорова Г.В., Ткаченко И.С., Соболев А.В., Голосман Е.З., Трошина В.А., Лунин В.В. // Катализ в промышленности. 2009. № 3. С. 53—58.

85. Зырянова М.М., Бадмаев С.Д., Беляев В.Д., Амосов Ю.И., Снытников П.В., Кириллов В.А., Собянин В.А. // Катализ в промышленности. 2013. № 3. С. 22—27.

86. Лапин Н.В., Бежок В.С., Вяткин А.Ф. // Журнал прикладной химии. 2014. Т. 87. Вып. 5. С. 619—624.

87. Стеженский А.И., Русаков Г.В., Голосман Е.З., Лукъянчиков В.С. // Химическая технология. Киев. 1971. № 4 (58). С. 12—14.

88. Эстрин Б.М., Шумяцкий Ю.И. Контролируемые атмосферы в производстве металлопродукции. М.: Металлургия, 1991. 303 с.

89. Голосман Е.З., Ефремов В.Н. // Химическая промышленность. 1985. № 5. С. 33—37.

90. Стрекалов Ю.В., Ефремов В.Н., Кашинская А.В., Голосман Е.З. // Экология и промышленность России. Август 2014. С. 24—27.

91. Платонов О.И., Цемехман Л.Ш., Голосман Е.З., Егоров М.А., Степанов Е.Н. // Катализ в промышленности. 2009. № 2. С. 49—52.

92. Платонов О.И. // Кокс и химия. 2008. № 1. С. 22—27.

93. Svoboda K.P., Diemer P.E. // Iron and Steel Eng. 1990. № 12. P. 42—46.

94. Hepola J., Simell P., Kurkela E., Stahlberg P. // Catalyst deactivation 1994. Studies in surface science and catalysis. 1994. V. 88. P. 499—506.

95. Голосман Е.З., Ефремов В.Н., Дульнев А.В., Обысов М.А. Каталитическая очистка коксовых газов от аммиака // III Российский конгресс по катализу «Роскатализ»: Тезисы докладов. Нижний Новгород. 22—26 мая 2017 г. С. 303—304 [Электронный ресурс].

96. Golosman E.Z. // Chimica Techno Acta. 2017. Vol. 4, No. 1. P. 54 — 99.

Ученые-химики ИГУ разработали уникальные палладиевые катализаторы, превосходят мировые стандарты

Ученые Института нефте- и углехимического синтеза ИГУ разработали уникальные классы палладиевых катализаторов двух типов, которые по своим характеристикам в некоторых случаях превосходят мировые стандарты. Этот результат закреплен и подтвержден патентами Российской Федерации и публикациями в рейтинговых научных журналах. Также уже получен фундаментальный, но при этом имеющий прикладное значение результат — разработан новый метод, значительно упрощающий исследование каталитических процессов.

«За последние годы у нас выкристаллизовалось лидирующее научное направление. Оно плотно связано с такими понятиями как энергоэффективность — создание основ технологий, позволяющих создавать более энергоэффективные процессы, зеленая химия — стремление к атомэкономным процессам, химия новых материалов — в нашем случае это развитие химии новых полимерных материалов, создание полимерных материалов нового поколения. Все эти понятия объединяет катализ (ускорение химических реакций). Мы сосредоточились на разработке новых катализаторов, а также на исследовании реакций и процессов, позволяющих понять принципы функционирования этих катализаторов», — рассказал директор НИИ нефте- и углехимического синтеза ИГУ Дмитрий Суслов.

Катализ превращений углеводородов и квантово-химическое моделирование химических процессов — это одно из приоритетных направлений, развиваемых в Иркутском государственном университете. Достигнутые в этой области результаты позволяют вузу эффективно конкурировать с ведущими мировыми исследовательскими центрами. Это направление успешно реализуется на базе двух взаимодействующих друг с другом научных подразделений ИГУ: НИИ нефте- и углехимического синтеза и лаборатории квантовой химии. Основная цель — решение фундаментальных проблем развития теории предвидения каталитического действия, развитие теоретических методов исследования, разработка новых катализаторов и новых каталитических систем для практически важных химических и нефтехимических процессов.

В Институте нефте- и углехимического синтеза реализуется пять грантов РФФИ (Российский фонд фундаментальных исследований) и четыре гранта РНФ (Российский научный фонд). Большая часть из них связана с катализом реакций кросс-сочетаний, олиго- и полимеризации, гидрирования, а также разработкой новых материалов.

Разработки такого же высочайшего класса есть у ученых-химиков ИГУ и в области полимерной химии — это разработка новых подходов к созданию новых полимерных материалов, и прежде всего, азотсодержащих материалов, а также модифицирование природных полимеров. Получение таких материалов — это результат процессов полимеризации, где ключевая роль отводится каталитическим реакциям, исследованием которых занимаются ученые.

«Сегодня постановка фундаментальных задач в области каталитических исследований, которыми занимаемся мы в Институте нефте- и углехимического синтеза, сопряжена с использованием методов квантовой химии. И это общемировая современная практика — помимо экспериментальных исследований всегда привлекать теоретические, что позволяет значительно увеличить уровень исследований», — отметил Дмитрий Суслов.

В Иркутском государственном университете разработкой и применением методов расчетной химии занимается лаборатория квантовой химии, а также созданная по гранту Минобрнауки России лаборатория квантохимического моделирования молекулярных систем. Теоретические исследования (расчеты) проводятся с использованием парка высокопроизводительных компьютеров (для примера — это вычислительные машины с 40 ядерными процессорами и оперативной памятью до 768 гигабайт). Обеспечение функционирования и бесперебойной работы вычислительной инфраструктуры осуществляется совместно со специалистами центра новых информационных технологий ИГУ.

«Необходимый инструментарий для решения задач, которые ставятся перед современной химической наукой, сейчас уже не ограничивается только экспериментом. Это связано с возникающими как техническими, так и фундаментальными сложностями. Результаты эксперимента иногда просто невозможно объяснить без привлечения теоретических методов исследования. Провести квантовохимическое моделирование возможных маршрутов реакций, оценить предпочтительность того или иного маршрута, а уже затем проводить эксперимент часто оказывается экономически более эффективно. Сейчас это выходит на такой уровень, что нам удается даже предсказать возможные продукты и влияние начальных условий на их состав и соотношение», — подчеркнул руководитель лаборатории квантохимического моделирования молекулярных систем ИГУ Владимир Орел.

Он выделил два основных направления, которыми занимаются химики-теоретики ИГУ. Первое, реализующееся в тесном контакте с химиками-экспериментаторами из Иркутского института химии СО РАН — исследование осуществляющихся в суперосновных средах реакций с участием ацетилена, одного из ключевых продуктов газо-, угле- и нефтепереработки.

Второе направление, выполняемое в контакте с зарубежными коллегами из Германии, посвящено разработке теоретических методов исследования молекул для решения задач молекулярной спектроскопии, в частности, интерпретации спектров, полученных в синхротронных центрах мирового уровня. Справиться с этой задачей можно только совместными усилиями с применением экспериментальных и теоретических методов.

Актуальность и высокий уровень исследований квантовых химиков ИГУ подтверждается публикациями в ведущих международных журналах из первого и второго квартилей по данным Web of Sciеnce.

Совместная работа химиков-экспериментаторов и химиков-теоретиков ИГУ, ведущаяся в рамках катализа превращений углеводородов, а также квантово-химического моделирования механизмов новых реакций ацетилена и спектральных характеристик молекул, позволит определить направления создания наиболее эффективных катализаторов и условия их применения для получения продуктов промышленного и тонкого органического синтеза. Эти исследования выходят за рамки внутреннего взаимодействия двух научных подразделений ИГУ и осуществляются в тесном контакте с коллегами из российских и зарубежных институтов. Полученные уже сегодня результаты и открывающиеся перспективы развития этого направления значительно повышают статус Иркутского государственного университета как ведущего научно-исследовательского учреждения и выступают для вуза драйверами роста в мировом научном пространстве.

14.7: Катализ — Химия LibreTexts

Цели обучения

Чтобы понять, как катализаторы увеличивают скорость реакции и селективность химических реакций.

Катализаторы — это вещества, которые увеличивают скорость химической реакции, но не расходуются в процессе. Катализатор, следовательно, не входит в общую стехиометрию реакции, которую он катализирует, но он должен появляться по крайней мере в одной из элементарных реакций в механизме катализированной реакции.Катализируемый путь имеет более низкое значение E _a, но чистое изменение энергии, возникающее в результате реакции (разница между энергией реагентов и энергией продуктов), не зависит от присутствия катализатора ( Рисунок \ (\ PageIndex {1} \)). Тем не менее, из-за его более низкого значения E _a скорость реакции катализированной реакции выше, чем скорость реакции некаталитической реакции при той же температуре. Поскольку катализатор уменьшает высоту энергетического барьера, его присутствие увеличивает скорость как прямой, так и обратной реакции на одинаковую величину.В этом разделе мы рассмотрим три основных класса катализаторов: гетерогенные катализаторы, гомогенные катализаторы и ферменты.

Рисунок \ (\ PageIndex {1} \): Снижение энергии активации реакции катализатором. На этом графике сравниваются диаграммы потенциальной энергии для одностадийной реакции в присутствии и в отсутствие катализатора. Единственный эффект катализатора — снижение энергии активации реакции. Катализатор не влияет на энергию реагентов или продуктов (и, следовательно, не влияет на ΔE).(CC BY-NC-SA; анонимно)

Катализатор влияет на E _a, а не на Δ E .

Гетерогенный катализ

В гетерогенном катализе катализатор находится в фазе, отличной от фазы реагентов. По крайней мере, один из реагентов взаимодействует с твердой поверхностью в физическом процессе, называемом адсорбцией, таким образом, что химическая связь в реагенте становится слабой, а затем разрывается. Яды — это вещества, которые необратимо связываются с катализаторами, предотвращая адсорбцию реагентов и, таким образом, снижая или разрушая эффективность катализатора.

Примером гетерогенного катализа является взаимодействие газообразного водорода с поверхностью металла, такого как Ni, Pd или Pt. Как показано в части (а) на рисунке \ (\ PageIndex {2} \), водородно-водородные связи разрываются и образуют отдельные адсорбированные атомы водорода на поверхности металла. Поскольку адсорбированные атомы могут перемещаться по поверхности, два атома водорода могут сталкиваться и образовывать молекулу газообразного водорода, которая затем может покинуть поверхность в обратном процессе, называемом десорбцией.Адсорбированные атомы H на поверхности металла значительно более активны, чем молекула водорода. Поскольку относительно прочная связь H – H (энергия диссоциации = 432 кДж / моль) уже разорвана, энергетический барьер для большинства реакций H ₂ на поверхности катализатора существенно ниже.

Рисунок \ (\ PageIndex {2} \): Гидрирование этилена на гетерогенном катализаторе. Когда молекула водорода адсорбируется на поверхность катализатора, связь H – H разрывается, и образуются новые связи M – H. Отдельные атомы H более реакционноспособны, чем газообразный H ₂.Когда молекула этилена взаимодействует с поверхностью катализатора, она вступает в реакцию с атомами H в ступенчатом процессе с образованием этана, который высвобождается. (CC BY-NC-SA; анонимно)

На рисунке \ (\ PageIndex {2} \) показан процесс, называемый гидрирование , в котором атомы водорода добавляются к двойной связи алкена, такого как этилен, для получения продукт, содержащий одинарные связи C – C, в данном случае этан. Гидрирование используется в пищевой промышленности для преобразования растительных масел, состоящих из длинных цепочек алкенов, в более коммерчески ценные твердые производные, содержащие алкильные цепи.Гидрирование некоторых двойных связей в полиненасыщенных растительных маслах, например, дает маргарин, продукт с температурой плавления, текстурой и другими физическими свойствами, аналогичными свойствам сливочного масла.

Несколько важных примеров промышленных гетерогенных каталитических реакций приведены в таблице \ (\ PageIndex {1} \). Хотя механизмы этих реакций значительно сложнее описанной здесь простой реакции гидрирования, все они включают адсорбцию реагентов на твердой каталитической поверхности, химическую реакцию адсорбированных частиц (иногда через ряд промежуточных частиц) и, наконец, десорбцию. изделий с поверхности.

Таблица \ (\ PageIndex {1} \): Некоторые коммерчески важные реакции, в которых используются гетерогенные катализаторы.
Коммерческий процесс	Катализатор	Начальная реакция	Готовый коммерческий продукт
контактный процесс	V ₂ O ₅ или Pt	2SO ₂ + O ₂ → 2SO ₃	H ₂ SO ₄
Процесс Габера	Fe, К ₂ O, Al ₂ O ₃	N ₂ + 3H ₂ → 2NH ₃	NH ₃
процесс Оствальда	Pt и Rh	4NH ₃ + 5O ₂ → 4NO + 6H ₂ O	HNO ₃
Реакция конверсии вода-газ	Fe, Cr ₂ O ₃ или Cu	CO + H ₂ O → CO ₂ + H ₂	H ₂ для NH ₃, CH ₃ OH и других видов топлива
паровой риформинг	Ni	CH ₄ + H ₂ O → CO + 3H ₂	H ₂
синтез метанола	ZnO и Cr ₂ O ₃	CO + 2H ₂ → CH ₃ OH	СН ₃ ОН
Процесс Sohio	фосфомолибдат висмута	\ (\ mathrm {CH} _2 \ textrm {= CHCH} _3 + \ mathrm {NH_3} + \ mathrm {\ frac {3} {2} O_2} \ rightarrow \ mathrm {CH_2} \ textrm {= CHCN} + \ mathrm {3H_2O} \)	\ (\ underset {\ textrm {акрилонитрил}} {\ mathrm {CH_2} \ textrm {= CHCN}} \)
каталитическое гидрирование	Ni, Pd или Pt	RCH = CHR ′ + h3 → RCH ₂ -CH ₂ R ′	частично гидрогенизированные масла для маргарина и т. Д.

Гомогенный катализ

В гомогенном катализе катализатор находится в той же фазе, что и реагент (ы).Число столкновений между реагентами и катализатором максимально, поскольку катализатор равномерно диспергирован по всей реакционной смеси. Многие гомогенные катализаторы в промышленности представляют собой соединения переходных металлов (Таблица \ (\ PageIndex {2} \)), но извлечение этих дорогостоящих катализаторов из раствора было серьезной проблемой. В качестве дополнительного барьера к их широкому коммерческому использованию многие гомогенные катализаторы можно использовать только при относительно низких температурах, и даже в этом случае они имеют тенденцию медленно разлагаться в растворе.Несмотря на эти проблемы, в последние годы был разработан ряд коммерчески жизнеспособных процессов. Полиэтилен высокой плотности и полипропилен производятся методом гомогенного катализа.

Таблица \ (\ PageIndex {2} \): Некоторые коммерчески важные реакции, в которых используются гомогенные катализаторы.
Коммерческий процесс	Катализатор	Реагенты	Конечный продукт
Юнион Карбайд	[Rh (CO) ₂ I ₂] ^—	CO + CH ₃ OH	CH ₃ CO ₂ H
гидропероксидный процесс	Комплексы Mo (VI)	CH ₃ CH = CH ₂ + R – O – O – H
гидроформилирование	Rh / PR ₃ комплексов	RCH = CH ₂ + CO + H ₂	RCH ₂ CH ₂ CHO
адипонитрил процесс	Ni / PR ₃ Комплексы	2HCN + CH ₂ = CHCH = CH ₂	NCCH ₂ CH ₂ CH ₂ CH ₂ CN, используемый для синтеза нейлона
полимеризация олефинов	(RC ₅ H ₅) ₂ ZrCl ₂	CH ₂ = CH ₂	— (CH ₂ CH ₂ -) _n : полиэтилен высокой плотности

Ферменты

Ферменты, катализаторы, встречающиеся в природе в живых организмах, представляют собой почти все белковые молекулы с типичной молекулярной массой 20 000–100 000 а.е.м.Некоторые из них представляют собой гомогенные катализаторы, которые вступают в реакцию в водном растворе в клеточном отделении организма. Другие представляют собой гетерогенные катализаторы, встроенные в мембраны, которые отделяют клетки и клеточные компартменты от их окружения. Реагент в реакции, катализируемой ферментами, называется субстратом .

Поскольку ферменты могут увеличивать скорость реакции в огромных количествах (до 10 ¹⁷ раз по сравнению с некатализируемой скоростью) и имеют тенденцию быть очень специфичными, обычно производя только один продукт с количественным выходом, они являются предметом активных исследований.В то же время ферменты обычно дороги в получении, они часто перестают функционировать при температурах выше 37 ° C, имеют ограниченную стабильность в растворе и обладают такой высокой специфичностью, что ограничиваются превращением одного конкретного набора реагентов в один конкретный продукт. . Это означает, что для химически подобных реакций необходимо разрабатывать отдельные процессы с использованием разных ферментов, что отнимает много времени и является дорогостоящим. К настоящему времени ферменты нашли лишь ограниченное промышленное применение, хотя они используются в качестве ингредиентов в моющих средствах для стирки, средствах для чистки контактных линз и размягчителях мяса.Ферменты в этих приложениях, как правило, представляют собой протеазы, которые способны расщеплять амидные связи, удерживающие вместе аминокислоты в белках. Например, размягчители мяса содержат протеазу под названием папаин, которую выделяют из сока папайи. Он расщепляет некоторые длинные волокнистые белковые молекулы, которые делают недорогие нарезы говядины жесткими, в результате чего получается более нежный кусок мяса. Некоторые насекомые, такие как жук-бомбадир, несут фермент, способный катализировать разложение перекиси водорода до воды (рис. \ (\ PageIndex {3} \)).

Рисунок \ (\ PageIndex {3} \): механизм каталитической защиты. Обжигающий спрей с неприятным запахом, излучаемый этим жуком-бомбардиром, образуется в результате каталитического разложения \ (\ ce {h3O2} \).

Ингибиторы ферментов вызывают снижение скорости реакции, катализируемой ферментами, путем связывания с определенной частью фермента и, таким образом, замедления или предотвращения реакции. Таким образом, необратимые ингибиторы являются эквивалентом ядов в гетерогенном катализе. Одним из старейших и наиболее широко используемых коммерческих ингибиторов ферментов является аспирин, который избирательно подавляет один из ферментов, участвующих в синтезе молекул, вызывающих воспаление.Создание и синтез родственных молекул, более эффективных, более селективных и менее токсичных, чем аспирин, являются важными задачами биомедицинских исследований.

Сводка

Катализаторы участвуют в химической реакции и увеличивают ее скорость. Они не входят в общее уравнение реакции и не расходуются во время реакции. Катализаторы позволяют реакции протекать по пути, который имеет более низкую энергию активации, чем некаталитическая реакция. При гетерогенном катализе катализаторы обеспечивают поверхность, с которой реагенты связываются в процессе адсорбции.При гомогенном катализе катализаторы находятся в той же фазе, что и реагенты. Ферменты — это биологические катализаторы, которые приводят к значительному увеличению скорости реакции и имеют тенденцию быть специфичными для определенных реагентов и продуктов. Реагент в реакции, катализируемой ферментами, называется субстратом. Ингибиторы ферментов вызывают снижение скорости реакции, катализируемой ферментами.

Объяснитель: Что такое катализатор?

энергия активации (в химии) Минимальная энергия, необходимая для того, чтобы произошла конкретная химическая реакция.

атом Основная единица химического элемента. Атомы состоят из плотного ядра, которое содержит положительно заряженные протоны и нейтрально заряженные нейтроны. Ядро вращается вокруг облака отрицательно заряженных электронов.

связь (в химии) Полупостоянное соединение между атомами — или группами атомов — в молекуле. Он образован силой притяжения между участвующими атомами. После соединения атомы будут работать как единое целое.Чтобы разделить составляющие атомы, молекуле необходимо подвести энергию в виде тепла или другого типа излучения.

углерод Химический элемент с атомным номером 6. Он является физической основой всего живого на Земле. Углерод существует в свободном виде в виде графита и алмаза. Это важная часть угля, известняка и нефти, и она способна химически самосвязываться с образованием огромного количества химически, биологически и коммерчески важных молекул.

катализатор Вещество, которое помогает химической реакции протекать быстрее. Примеры включают ферменты и элементы, такие как платина и иридий.

каталитический нейтрализатор Устройство из керамических структур сотовой формы, которое устанавливается на выхлопную трубу транспортного средства. Проходя через него выхлопные газы, они сталкиваются с двумя разными типами катализаторов, каждый из которых может вызвать различный тип химической реакции. Один или несколько металлов, обычно платина, родий, палладий, а иногда даже золото, покрывают внутреннюю часть системы.Все стенки сотовой структуры устройства значительно увеличивают площадь покрытых катализатором поверхностей, которые теперь могут вступать в реакцию с выхлопными газами. Когда газы из двигателя попадают на эти покрытые металлом поверхности, они разрушают загрязняющие вещества, превращая их в менее вредные материалы. Датчик в преобразователе также измеряет количество кислорода в выхлопных газах. Если он находит слишком много, он приказывает компьютеру отрегулировать соотношение воздух-топливо в двигателе, чтобы он горел более чисто.

химический Вещество, состоящее из двух или более атомов, которые объединяются (становятся связанными вместе) в фиксированной пропорции и структуре.Например, вода — это химическое вещество, состоящее из двух атомов водорода, связанных с одним атомом кислорода. Его химический символ — H ₂ O. Химический также может быть прилагательным, описывающим свойства материалов, которые являются результатом различных реакций между различными соединениями.

химические связи Силы притяжения между атомами, достаточно сильные, чтобы связанные элементы функционировали как единое целое. Некоторые силы притяжения слабые, некоторые очень сильные.Кажется, что все связи связывают атомы посредством совместного использования или попытки совместного использования электронов.

химическая реакция Процесс, который включает перестройку молекул или структуры вещества в противоположность изменению физической формы (например, от твердого тела к газу).

электричество Поток заряда, обычно возникающий в результате движения отрицательно заряженных частиц, называемых электронами.

двигатель Машина, предназначенная для преобразования энергии в полезное механическое движение.Иногда двигатель называют мотором.

ферменты Молекулы, производимые живыми существами для ускорения химических реакций.

выхлоп (в машиностроении) Газы и мелкие частицы, выделяемые — часто с высокой скоростью и / или давлением — в результате сгорания (горения) или нагревания воздуха. Выхлопные газы обычно представляют собой отходы.

топливный элемент Устройство, преобразующее химическую энергию в электрическую.Наиболее распространенным топливом является водород, который в качестве побочного продукта выделяет только водяной пар.

генетический Имеет отношение к хромосомам, ДНК и генам, содержащимся в ДНК. Область науки, имеющая дело с этими биологическими инструкциями, известна как генетика. Люди, работающие в этой области, — генетики.

водород Самый легкий элемент во Вселенной. Как газ, он бесцветен, не имеет запаха и легко воспламеняется. Это неотъемлемая часть многих видов топлива, жиров и химикатов, из которых состоят живые ткани.

иридий Обнаружен в 1803 году, его название происходит от латинского слова «радуга». Это твердый, хрупкий и устойчивый к коррозии металл из семейства платиновых. Немного желтоватый, этот элемент в основном используется в качестве отвердителя для платины. Действительно, его температура плавления составляет более 2400 ° по Цельсию (4350 ° по Фаренгейту). Атомный номер элемента 77.

производство Изготовление вещей, обычно в больших масштабах.

металл Что-то, что хорошо проводит электричество, имеет тенденцию быть блестящим (отражающим) и податливым (это означает, что его можно изменить с помощью тепла, а не слишком большой силы или давления).

молекула Электрически нейтральная группа атомов, представляющая минимально возможное количество химического соединения. Молекулы могут состоять из атомов одного или разных типов. Например, кислород в воздухе состоит из двух атомов кислорода (O ₂), а вода состоит из двух атомов водорода и одного атома кислорода (H ₂ O).

питательное вещество Витамин, минерал, жир, углевод или белок, которые необходимы растению, животному или другому организму как часть его пищи для выживания.

кислород Газ, составляющий около 21 процента атмосферы. Все животные и многие микроорганизмы нуждаются в кислороде для поддержания своего метаболизма.

палладий Мягкий, пластичный, стально-белый, устойчивый к потускнению металлический элемент, встречающийся в естественных условиях с платиной, особенно в золотых, никелевых и медных рудах.

нефть Густая легковоспламеняющаяся жидкая смесь углеводородов. Нефть — это ископаемое топливо, которое в основном находится под поверхностью Земли.Это источник химикатов, используемых для производства бензина, смазочных масел, пластмасс и многих других продуктов.

пластик Любой из ряда легко деформируемых материалов; или синтетические материалы, которые были изготовлены из полимеров (длинных цепочек некоторых строительных блоков), которые имеют тенденцию быть легкими, недорогими и устойчивыми к разложению.

платина Природный серебристо-белый металлический элемент, который остается стабильным (не корродирует) на воздухе.Он используется в ювелирных изделиях, электронике, химической обработке и некоторых зубных коронках.

загрязнитель Вещество, которое портит что-либо — например, воздух, воду, наши тела или продукты. Некоторые загрязнители представляют собой химические вещества, например пестициды. Другие могут быть излучением, включая избыточное тепло или свет. Даже сорняки и другие инвазивные виды могут считаться типом биологического загрязнения.

DOE объясняет … Катализаторы | Министерство энергетики

Катализатор — это вещество, которое ускоряет химическую реакцию или снижает температуру или давление, необходимые для ее начала, но при этом само не расходуется во время реакции. Катализ — это процесс добавления катализатора для облегчения реакции.

Во время химической реакции связи между атомами в молекулах разрываются, перестраиваются и перестраиваются, рекомбинируя атомы в новые молекулы. Катализаторы делают этот процесс более эффективным за счет снижения энергии активации , которая представляет собой энергетический барьер, который необходимо преодолеть для протекания химической реакции. В результате катализаторы облегчают разрушение атомов и образование химических связей для образования новых комбинаций и новых веществ.

Использование катализаторов приводит к более быстрым и энергоэффективным химическим реакциям. Катализаторы также имеют ключевое свойство, называемое селективностью , с помощью которого они могут направлять реакцию для увеличения количества желаемого продукта и уменьшения количества нежелательных побочных продуктов. Они могут производить совершенно новые материалы с совершенно новыми возможностями использования.

За последние несколько десятилетий ученые разработали все более специализированные катализаторы для важнейших реальных приложений.В частности, мощные катализаторы изменили химическую промышленность. Эти достижения привели к появлению биоразлагаемых пластиков, новых фармацевтических препаратов, а также экологически безопасных видов топлива и удобрений.

Управление науки Министерства энергетики США: вклад в исследования катализаторов

Программа фундаментальных энергетических наук Министерства энергетики (DOE) активно поддерживает фундаментальные исследования катализаторов. DOE фокусируется на разработке новых катализаторов и на использовании катализаторов для контроля химических превращений на молекулярном и субмолекулярном уровнях.Исследования Министерства энергетики делают упор на понимание этих реакций и на то, как сделать их более эффективными и целенаправленными. Основная цель Министерства энергетики — разработать новые концепции катализа и новых катализаторов, чтобы помочь промышленности производить топливо и химические вещества из ископаемого и возобновляемого сырья более эффективно и устойчиво. Это исследование помогает продвигать солнечное топливо, которое компании производят с использованием солнца и обычных химических веществ, таких как углекислый газ и азот. Это исследование также создает передовые методы преобразования использованного пластика в новые продукты.

Быстрые факты

Люди используют катализаторы тысячи лет. Например, дрожжи, которые мы используем для приготовления хлеба, содержат ферменты, которые являются естественными катализаторами, которые способствуют превращению муки в хлеб.
Нобелевская премия по химии 2005 г. была присуждена трем исследователям (Ив Шовен, Роберт Х. Граббс и Ричард Р. Шрок) за их работу над катализаторами метатезиса. Доктора Граббс и Шрок были частично профинансированы Министерством энергетики на их исследования, удостоенные Нобелевской премии.Доктор Шрок продолжает финансироваться Министерством энергетики США.
Нобелевская премия по химии 2018 года была присуждена Фрэнсис Х. Арнольд за ее новаторскую работу по управлению эволюцией ферментов для таких безвредных для окружающей среды приложений, как возобновляемые виды топлива. Частично она финансируется Министерством энергетики США.
Посетите Аргоннскую национальную лабораторию, чтобы узнать еще семь фактов о катализе, которых вы, возможно, не знали.

Ресурсы

Научные термины могут сбивать с толку. DOE Explains предлагает простые объяснения ключевых слов и концепций фундаментальной науки.В нем также описывается, как эти концепции применяются к работе, которую проводит Управление науки Министерства энергетики США, поскольку это помогает Соединенным Штатам преуспеть в исследованиях по всему научному спектру.

Катализ | Безграничная химия

Гетерогенный катализ

Гетерогенный катализ — это тип катализа, при котором катализатор занимает другую фазу, чем реакционная смесь.

Цели обучения

Катализаторы классифицируются как гетерогенные или гомогенные

Ключевые выводы

Ключевые моменты

Катализаторы можно разделить на гомогенные и гетерогенные катализаторы, в зависимости от того, находятся ли они в той же фазе, что и реакционная смесь.
Как правило, гетерогенные катализаторы представляют собой твердые вещества, которые добавляют в газовые или жидкие реакционные смеси.
При гетерогенном катализе реагенты адсорбируются на связывающих центрах на поверхности катализатора, и доступность этих реакционных центров может ограничивать скорость гетерогенных реакций.

Ключевые термины

катализатор : Вещество, которое увеличивает скорость химической реакции, но не расходуется в процессе.

Катализаторы — это химические соединения, которые увеличивают скорость реакции за счет снижения энергии активации, необходимой для достижения переходного состояния.В отличие от реагентов, катализатор не расходуется в процессе реакции. Процесс ускорения реакции с помощью катализатора известен как катализ .

Типы катализаторов

Адсорбция этена на твердой поверхности катализатора : Катализатор выравнивает молекулу этена с водородом, позволяя им реагировать более эффективно, чем если бы они были просто объединены в контейнере и случайно сталкивались.

Катализаторы можно разделить на два типа: гомогенные и гетерогенные, в зависимости от фазы реакции, которую они занимают.Гомогенные катализаторы — это катализаторы, которые занимают ту же фазу, что и реакционная смесь (обычно жидкость или газ), в то время как гетерогенные катализаторы занимают другую фазу.

Обычно гетерогенные катализаторы представляют собой твердые соединения, которые добавляют в жидкие или газовые реакционные смеси. Причина, по которой такие катализаторы могут ускорять реакцию, связана с теорией столкновений. Напомним, что согласно теории столкновений, молекулы реагентов должны сталкиваться с правильной ориентацией. Катализатор, по сути, действует как «гаишник», выравнивая молекулы правильным образом, чтобы им было легче объединяться и реагировать.

Преимущества и недостатки гетерогенного катализа

Гетерогенный катализ имеет ряд преимуществ. Во-первых, гетерогенные катализаторы могут быть отделены от реакционной смеси простым способом, например фильтрацией. Таким образом можно легко и эффективно регенерировать дорогие катализаторы, что является важным фактором для промышленных производственных процессов.

Однако одно ограничение гетерогенного катализа связано с доступной площадью поверхности катализатора.Как только поверхность катализатора полностью насыщена молекулами реагента, реакция не может продолжаться до тех пор, пока продукты не покинут поверхность, и некоторое пространство снова откроется для новой молекулы реагента для адсорбции или присоединения. По этой причине стадия адсорбции в реакции с гетерогенным катализом часто является стадией, ограничивающей скорость. Несмотря на это, общие преимущества гетерогенного катализа часто перевешивают его недостатки, поскольку катализируемая реакция по-прежнему намного быстрее, чем некаталитическая реакция.

Гомогенный катализ

Гомогенный катализ — это класс катализа, в котором катализатор занимает ту же фазу, что и реагенты.

Цели обучения

Опишите соответствующие характеристики химических катализаторов

Ключевые выводы

Ключевые моменты

Катализаторы можно разделить на два типа: гомогенные и гетерогенные.
Гомогенные катализаторы занимают ту же фазу, что и реакционная смесь, в то время как гетерогенные катализаторы занимают другую фазу.
Гомогенные катализаторы обеспечивают большее взаимодействие с реакционной смесью, чем гетерогенные катализаторы.

Ключевые термины

гомогенная смесь : однородное по составу вещество.
катализатор : Вещество, которое увеличивает скорость химической реакции, но не расходуется в процессе.

Катализаторы — это соединения, которые при добавлении в химические реакции снижают энергию активации и увеличивают скорость реакции.Количество катализатора не изменяется во время реакции, так как он не расходуется как часть процесса реакции. Катализаторы снижают энергию, необходимую для достижения переходного состояния реакции, позволяя большему количеству молекулярных взаимодействий достичь этого состояния. Однако катализаторы не влияют на степень развития реакции. Другими словами, хотя катализаторы влияют на кинетику реакции, состояние равновесия остается неизменным.

Катализаторы

можно разделить на два типа: гомогенные и гетерогенные.Гомогенные катализаторы — это катализаторы, которые находятся в той же фазе (газ или жидкость), что и реагенты, в то время как гетерогенные катализаторы не находятся в той же фазе, что и реагенты. Обычно гетерогенный катализ включает использование твердых катализаторов, помещенных в жидкую реакционную смесь.

Катализ : Обратите внимание на пониженную энергию активации каталитического пути.

Примеры гомогенных катализаторов

Кислотный катализ, металлоорганический катализ и ферментативный катализ являются примерами гомогенного катализа.Чаще всего гомогенный катализ включает введение водной фазы катализатора в водный раствор реагентов. В таких случаях кислоты и основания часто являются очень эффективными катализаторами, поскольку они могут ускорять реакции, влияя на поляризацию связей.

Преимущество гомогенного катализа состоит в том, что катализатор смешивается с реакционной смесью, обеспечивая очень высокую степень взаимодействия между катализатором и молекулами реагента. Однако, в отличие от гетерогенного катализа, гомогенный катализатор часто невозможно восстановить после завершения реакции.

Гомогенные катализаторы используются во множестве промышленных применений, поскольку они позволяют увеличить скорость реакции без повышения температуры.

Interactive: Catalysis : Модель содержит реагенты, которые будут образовывать реакцию: A₂ + B₂ -> 2 AB. В этом случае модель настроена так, что энергия активации высока. Попробуйте провести реакцию с катализатором или без него, чтобы увидеть влияние катализаторов на химические реакции. 1. Запустите модель, чтобы увидеть, что происходит без катализатора.2. Приостановите модель. 3. Добавьте несколько (3-4) атомов катализатора в контейнер, нажав кнопку. 4. Снова запустите модель и посмотрите, как катализатор влияет на реакцию.

Ферментный катализ

Ферменты — это белки, которые ускоряют биохимические преобразования за счет снижения энергии активации реакций.

Цели обучения

Перечислите пять типичных механизмов, используемых ферментами для катализа биологических реакций

Ключевые выводы

Ключевые моменты

Ферменты — это особый класс катализаторов, которые могут ускорять биохимические реакции.
Ферменты — это белки, которые связывают реагенты или субстраты в областях, называемых активными сайтами.
При связывании конформационные изменения ферментов приводят к стабилизации комплекса переходного состояния, понижая энергию активации реакции.

Ключевые термины

субстрат : Реагенты, участвующие в биохимической реакции, катализируемой ферментом.
фермент : глобулярный белок, катализирующий биологическую химическую реакцию.
активный центр : область внутри фермента, где связывается субстрат.

Синтетические катализаторы используются для ускорения различных промышленных процессов и имеют решающее значение для химической промышленности. Однако катализаторы также встречаются в природе в виде ферментов. Ферменты — это белки, которые способны снижать энергию активации различных биохимических реакций. Они делают это, связывая реагент (ы), известный как субстрат (ы), с активным центром внутри фермента.В активном центре субстрат (ы) может образовывать активированный комплекс с более низкой энергией. После завершения реакции продукт (продукты) покидает активный центр, поэтому фермент может катализировать другие реакции.

Ферментный катализ : фермент катализирует биохимическую реакцию, связывая субстрат в активном центре. После того, как реакция протекает, продукты высвобождаются, и фермент может катализировать дальнейшие реакции.

Модель Induced Fit

Одна из моделей ферментативного механизма называется индуцированной моделью соответствия.Эта модель предполагает, что связывание реагента или субстрата с активным сайтом фермента приводит к конформационным изменениям фермента. Это изменение стабилизирует комплекс переходного состояния и, таким образом, снижает энергию активации.

Способы, которыми ферменты катализируют реакции

Ферменты могут катализировать реакции с помощью множества механизмов. Некоторые из них включают:

Связующий штамм: ферменты могут дестабилизировать связи внутри субстрата.
Близость и ориентация: конформационные изменения в ферменте при связывании с субстратом могут сблизить реактивные группы или ориентировать их, чтобы они могли реагировать.
Доноры и акцепторы протонов: присутствие кислотных или основных групп может влиять на поляризацию связей и скорость реакции.
Электростатический катализ: электростатическое притяжение между ферментом и субстратом может стабилизировать активированный комплекс.
Ковалентный катализ: ковалентное связывание с боковыми цепями или кофакторами может снизить энергию переходного состояния.

Таким образом, ферменты показывают, что эволюционная биология произвела высокоэффективные катализаторы.

На пути к вычислительному дизайну твердых катализаторов

Thomas, J. M. & Thomas, W.-J. Принцип и практика гетерогенного катализа (VCH, 1997).

Google ученый

Ceder, G. et al. Идентификация катодных материалов для литиевых батарей на основе расчетов из первых принципов. Nature 392 , 694–696 (1998).

Артикул CAS Google ученый

Алапати, С.В., Джонсон, Дж. К. и Шолл, Д. С. Использование первых принципов расчетов для определения новых дестабилизированных реакций гидрида металла для обратимого хранения водорода. Phys. Chem. Chem. Phys. 9 , 1438–1452 (2007).

Артикул CAS Google ученый

Пикини П., Граф П. А. и Зунгер А. Расчет запрещенной зоны четверных (In, Ga) (As, Sb) полупроводников с использованием метода обратной зонной структуры. Phys.Rev. Lett. 100 , 186403 (2008).

Артикул CAS Google ученый

Wondimagegn, T., Wang, D., Razavi, A. & Ziegler, T. Расчетный дизайн катализаторов на основе C-2-симметричных металлоценов для синтеза высокомолекулярных полимеров путем сополимеризации этилена и пропилена. Металлоорганические соединения 27 , 6434–6439 (2008).

Артикул CAS Google ученый

Конли, Б.L. et al. Разработка и исследование гомогенных катализаторов селективного низкотемпературного окисления углеводородов. J. Mol. Кот. A-Chem. 251 , 8–23 (2006).

Артикул CAS Google ученый

Нильссон А., Петтерссон, Л. Г. М. и Нёрсков, Дж. К. (ред.) Химическая связь на поверхностях и границах раздела (Elsevier, 2008).

Google ученый

Эртл, Г.Реакции на поверхностях: от атомов до сложности. Angew. Chem. Int. Эд. 47 , 3524–3535 (2008).

Артикул CAS Google ученый

Соморжай, Г. А. Введение в химию поверхности и катализ (Wiley, 1994).

Google ученый

Йео, Й., Ваттуон, Л. и Кинг, Д. А. Калориметрическая теплота для адсорбции CO и кислорода и для реакции каталитического окисления CO на Pt {111}. J. Chem. Phys. 106 , 392–401 (1997).

Артикул CAS Google ученый

Гудман Д. У., Келли Р. Д., Мадей Т. Э. и Йейтс Дж. Т. Кинетика гидрирования CO на монокристаллическом никелевом катализаторе. J. Catal. 63 , 226–234 (1980).

Артикул CAS Google ученый

Лыткен, О.и другие. Энергетика адсорбции циклогексена и реакции на Pt (111) методом низкотемпературной микрокалориметрии. J. Am. Chem. Soc. 130 , 10247–10257 (2008).

Артикул CAS Google ученый

Кон, В. и Шэм, Л. Дж. Самосогласованные уравнения, включая эффекты обмена и корреляции. Phys. Ред. A 140 , 1133–1138 (1965).

Артикул Google ученый

Пердью Дж.П., Берк, К. и Эрнцерхоф, М. Обобщенное приближение градиента стало проще. Phys. Rev. Lett. 77 , 3865–3868 (1996).

Артикул CAS Google ученый

Хаммер Б., Хансен Л. Б. и Норсков Дж. К. Улучшенная энергия адсорбции в рамках теории функционала плотности с использованием пересмотренных функционалов PBE. Phys. Ред. B 59 , 7413–7421 (1999).

Артикул Google ученый

Молот Б.& Нёрсков, Дж. К. Теоретическая наука о поверхности и катализ — расчеты и концепции. Adv. Катал. 45 , 71–129 (2000).

CAS Google ученый

Хансен, Э. В. и Нейрок, М. Моделирование кинетики гидрирования этилена на Pd методом Монте-Карло на основе первых принципов. J. Catal. 196 , 241–252 (2000).

Артикул CAS Google ученый

Рейтер, К., Френкель, Д. и Шеффлер, М. Стационарное состояние гетерогенного катализа, изученное с помощью первых принципов статистической механики. Phys. Rev. Lett. 93 , 116105 (2004).

Артикул CAS Google ученый

Honkala, K. et al. Синтез аммиака из первых принципов расчетов. Наука 307 , 555–558 (2005).

Артикул CAS PubMed Google ученый

Кандой, С.и другие. Прогнозирование экспериментальных скоростей разложения метанола на платине из первых принципов. Верх. Катал. 37 , 17–28 (2006).

Артикул CAS Google ученый

Hansen, K. H. et al. Нанокристаллы палладия на Al2O3: структура и энергия адгезии. Phys. Rev. Lett. 83 , 4120–4123 (1999).

Артикул CAS Google ученый

Хансен, Т.W. et al. Просвечивающая электронная микроскопия промотора гетерогенного катализатора с атомным разрешением in situ . Наука 294 , 1508–1510 (2001).

Артикул CAS PubMed Google ученый

Hansen, P. L. et al. Визуализация с атомным разрешением динамических изменений формы нанокристаллов меди на подложке. Наука 295 , 2053–2055 (2002).

Артикул CAS Google ученый

Hofmann, S.и другие. In situ наблюдений динамики катализатора во время зарождения углеродных нанотрубок, связанных с поверхностью. Nano Lett. 7 , 602–608 (2007).

Артикул CAS Google ученый

Gontard, L.C. et al. Отображение активных центров наночастиц промышленного катализатора с коррекцией аберраций. Angew. Chem. Int. Эд. 46 , 3683–3685 (2007).

Артикул CAS Google ученый

Кон, В.Метод функционала плотности и метод матрицы плотности, линейно масштабируемый с числом атомов. Phys. Rev. Lett. 76 , 3168–3171 (1996).

Артикул CAS Google ученый

Продан, Э. и Кон, В. Близорукость электронной материи. Proc. Natl Acad. Sci. США 102 , 11635–11638 (2005).

Артикул CAS Google ученый

Нёрсков, Дж.K. et al. Универсальность в гетерогенном катализе. J. Catal. 209 , 275–278 (2002).

Артикул CAS Google ученый

Чобика И. М. и ван Сантен Р. А. Диссоциация окиси углерода на плоских и ступенчатых поверхностях Ru (0001). J. Phys. Chem. B 107 , 3808–3812 (2003).

Артикул CAS Google ученый

Паллассана, В.И Нейрок М. Электронные факторы, управляющие активностью гидрирования и дегидрирования этилена псевдоморфных поверхностей Pd-ML / Re (0001), Pd-ML / Ru (0001), Pd (111) и Pd-ML / Au (111). J. Catal. 191 , 301–317 (2000).

Артикул CAS Google ученый

Алкала, Р., Маврикакис, М. и Дюмесик, Дж. А. Исследования методом DFT для разрыва связей C-C и C-O в поверхностных веществах, полученных из этанола на Pt (111). J. Catal. 218 , 178–190 (2003).

Артикул CAS Google ученый

Michaelides, A. et al. Выявление общих линейных соотношений между энергиями активации и изменениями энтальпии для реакций диссоциации на поверхностях. J. Am. Chem. Soc. 125 , 3704–3705 (2003).

Артикул CAS Google ученый

Блигаард, Т.и другие. Соотношение Бренстеда-Эванса-Поланьи и вулканическая кривая в гетерогенном катализе. J. Catal. 224 , 206–217 (2004).

Артикул CAS Google ученый

Sabatier, P. Hydrogénations et déshydrogénations par катализируют. Ber. Deutsch. Chem. Gesellshaft 44 , 1984–2001 (1911).

Артикул CAS Google ученый

Абильд-Педерсен, Ф.и другие. Масштабные свойства энергий адсорбции водородсодержащих молекул на поверхностях переходных металлов. Phys. Rev. Lett. 99 , 016105 (2007).

Артикул CAS PubMed Google ученый

Бударт, М. в Справочник по гетерогенному катализу (ред. Эртл, Г., Кнезингер, Х. и Вайткамп, Дж.) 1 (Wiley-VCH, Weinheim, 1997).

Книга Google ученый

Фальсиг, Х.и другие. Тенденции каталитической активности наночастиц по окислению СО. Angew. Chem. Int. Эд. 47 , 4835–4835 (2008).

Артикул CAS Google ученый

Cheng, J. & Hu, P. Использование трехмерной поверхности вулкана для понимания химии многофазных систем в гетерогенном катализе. J. Am. Chem. Soc. 130 , 10868–10869 (2008).

Артикул CAS Google ученый

Холлоуэй, С., Lundqvist, B. I. & Nørskov, J. K. in Proc. 8-я конференция по катализу, Берлин, , т. IV , стр.85 (Verlag Chemie, 1984).

Google ученый

Хаммер, Б. и Норсков, Дж. К. Почему золото является самым благородным из всех металлов. Nature 376 , 238–240 (1995).

Артикул CAS Google ученый

Маврикакис, М., Хаммер, Б. и Норсков, Дж. К. Влияние деформации на реактивность металлических поверхностей. Phys. Rev. Lett. 81 , 2819–2822 (1998).

Артикул Google ученый

Роудгар А. и Гросс А. Локальная реакционная способность металлических покрытий: расчеты по теории функционала плотности Pd на Au. Phys. Ред. B 67 , 33409 (2003).

Артикул CAS Google ученый

Гайдос, М., Эйхлер, А. и Хафнер, Дж. Адсорбция CO на плотноупакованных поверхностях переходных и благородных металлов: тенденции из расчетов ab initio. J. Phys. Конденс. Matter 16 , 1141–1164 (2004).

Артикул CAS Google ученый

Nilsson, A. et al. Эффект электронной структуры в гетерогенном катализе. Catal. Lett. 100 111–114 (2005).

Артикул CAS Google ученый

Бесенбахер, Ф.и другие. Разработка поверхностного сплава катализатора для парового риформинга. Наука 279 , 1913–1915 (1998).

Артикул CAS Google ученый

Якобсен, К. Дж. Х. и др. Дизайн катализатора путем интерполяции в периодической таблице: Биметаллические катализаторы синтеза аммиака. J. Am. Chem. Soc. 123 , 8404–8405 (2001).

Артикул CAS PubMed Google ученый

Тулхоат, Х.И Рэйбо, П. Кинетическая интерпретация паттернов каталитической активности на основе теоретических химических дескрипторов. J. Catal. 216 , 63–72 (2003).

Артикул CAS Google ученый

Strasser, P. et al. Высокопроизводительный экспериментальный и теоретический прогностический скрининг материалов. Сравнительное исследование стратегий поиска новых анодных катализаторов топливных элементов. Phys. Chem. B 107 , 11013–11021 (2003).

Артикул CAS Google ученый

Грили Дж. И Маврикакис М. Сплавные катализаторы, разработанные на основе первых принципов. Nature Mater. 3 , 810–815 (2004).

Артикул CAS Google ученый

Андерссон, М. П. и др. К вычислительному скринингу в гетерогенном катализе: Парето-оптимальные катализаторы метанирования. Дж.Катал. 239 , 501–506 (2006).

Артикул CAS Google ученый

Sabatier, P. & Senderens, J. B. Новый синтез метана. Compte Rendu Acad. Sci. Париж 134 , 514–516 (1902).

CAS Google ученый

Sehested, J. et al. Открытие технических катализаторов метанирования на основе компьютерного скрининга. Верх. Катал. 45 , 9–13 (2007).

Артикул CAS Google ученый

Джинноути, Р. и Андерсон, А. Б. Водные и поверхностные окислительно-восстановительные потенциалы на основе самосогласованных значений энергии Гиббса. J. Phys. Chem. С 112 , 8747–8750 (2008).

Артикул CAS Google ученый

Россмейсл, Дж., Скуласон, Э., Бьоркетун, М. Э., Трипкович, В. и Нёрсков, Дж. К. Моделирование наэлектризованной границы раздела твердое тело-жидкость. Chem. Phys. Lett. 466 , 68–71 (2008).

Артикул CAS Google ученый

Шубина Т. Э. и Копер М. Т. М. Совместная адсорбция воды и гидроксила на поверхности Pt2Ru. Electrochem. Commun. 8 , 703–706 (2006).

Артикул CAS Google ученый

Роудгар, А.И Гросс, А. Водный бислой на системе верхнего слоя Pd / Au (111): Коадсорбция и эффекты электрического поля. Chem. Phys. Lett. 409 , 157–162 (2005).

Артикул CAS Google ученый

Сугино, О. и др. Молекулярно-динамическое моделирование из первых принципов границы раздела электрод / раствор со смещением. Surf. Sci. 601 , 5237–5240 (2007).

Артикул CAS Google ученый

Филхол, Дж.S. & Neurock, M. Выяснение электрохимической активации воды над Pd из первых принципов. Angew. Chem. Int. Эд. 45 , 402–406 (2006).

Артикул CAS Google ученый

Конвей, Б. Э. и Бокрис, Дж. О. М. Кинетика электролитического выделения водорода и ее связь с электронными и адсорбционными свойствами металла. J. Chem. Phys. 26 , 532–541 (1957).

Артикул CAS Google ученый

Парсонс Р. Скорость выделения электролитического водорода и теплота адсорбции водорода. Пер. Faraday Soc. 54 , 1053–1063 (1958).

Артикул CAS Google ученый

Трасатти, С. Работа выхода, электроотрицательность и электрохимическое поведение металлов 3. Выделение электролитического водорода в кислых растворах. J. Electroanal. Chem. 39 , 163–184 (1972).

Артикул CAS Google ученый

Nørskov, J. K. et al. Тенденции обменного тока для выделения водорода. J. Electrochem. Soc. 152 J23 – J26 (2005).

Артикул CAS Google ученый

Hinnemann, B. et al. Биомиметическое выделение водорода. J. Am. Chem. Soc. 127 , 5308–5309 (2005).

Артикул CAS Google ученый

Greeley, J. et al. Вычислительный высокопроизводительный скрининг электрокаталитических материалов на выделение водорода. Nature Mater. 5 , 909–913 (2006).

Артикул CAS Google ученый

Гомес, Р., Фелиу, Дж. М.& Aldaz, A. Влияние необратимо адсорбированного висмута на адсорбцию и выделение водорода на Pt (111). Электрохим. Acta 42 , 1675–1683 (1997).

Артикул Google ученый

Эванс, Д. Дж. И Пикетт, К. Дж. Химия и гидрогеназы. Chem. Soc. Ред. 32 , 268–275 (2003).

Артикул CAS Google ученый

Рис, Д.К. и Ховард, Дж. Б. Граница раздела между биологическим и неорганическим мирами: железо-серные металлокластеры. Наука 300 , 929–931 (2003).

Артикул CAS Google ученый

Зигбан, П. Э. М., Тай, Дж. У. и Холл, М. Б. Вычислительные исследования гидрогеназ [NiFe] и [FeFe]. Chem Rev. 107 , 4414–4435 (2007).

Артикул CAS Google ученый

Топсе, H., Clausen, B. S. & Massoth, F. E. in Catalysis, Science and Technology Vol. 11 (ред. Андерсон, Дж. Р. и Боударт, М.) 1–310 (Springer, 1996).

Книга Google ученый

Helveg, S. et al. Структура однослойных нанокластеров MoS2 на атомном уровне. Phys. Rev. Lett. 84 , 951–954 (2000).

Артикул CAS Google ученый

Харамилло, Т.F. et al. Идентификация краевых активных центров электрохимического выделения h3 из нанокатализаторов MoS2. Наука 317 , 100–102 (2007).

Артикул CAS Google ученый

Соморджай, Г. А. и Янг, М. Наука о поверхности каталитической селективности. Верх. Катал. 24 , 61–72 (2003).

Артикул CAS Google ученый

Вайссермель, К.И Арпе, Х.-Дж. Промышленная органическая химия . 4-е изд (Wiley-VCH, 2003).

Книга Google ученый

Лефорт Т.Э. Процесс производства окиси этилена. Патент Франции 729952 (1931 г.).

Брейнард Р. Л. и Мэдикс Р. Дж. Поверхностная изомеризация и окисление аллилового спирта на Cu (110). J. Am. Chem. Soc. 111 , 3826–3835 (1989).

Артикул CAS Google ученый

Linic, S.И Барто, М. А. Образование стабильных поверхностных оксаметаллациклов, которые производят оксид этилена. J. Am. Chem. Soc. 124 , 310–317 (2002).

Артикул CAS Google ученый

Linic, S. & Barteau, M.A. Построение координаты реакции и микрокинетической модели эпоксидирования этилена на серебре на основе расчетов методом DFT и экспериментов по науке о поверхности. J. Catal. 214 , 200–212 (2003).

Артикул CAS Google ученый

Linic, S., Jankowiak, J. & Barteau, M.A. Дизайн биметаллических катализаторов эпоксидирования этилена на основе селективности, основанный на первых принципах. J. Catal. 224 , 489–493 (2004).

Артикул CAS Google ученый

Lemons, R.A. Топливные элементы для перевозки. J. Источники энергии 29 , 251–264 (1990).

Артикул CAS Google ученый

Алайоглу С., Нилекар А. У., Маврикакис М. и Эйххорн Б. Наночастицы ядро-оболочка Ru-Pt для предпочтительного окисления монооксида углерода в водороде. Nature Mater. 7 , 333–338 (2008).

Артикул CAS Google ученый

Лю П., Логадоттир А. и Нёрсков Дж. К. Моделирование электроокисления CO и h3 / CO на Pt, Ru, PtRu и Pt3Sn. Электрохим. Acta 48 , 3731–3742 (2003).

Артикул CAS Google ученый

Studt, F. et al. Идентификация катализаторов из сплавов неблагородных металлов для селективного гидрирования ацетилена. Наука 320 , 1320–1322 (2008).

Артикул CAS Google ученый

Шусторович Э., Белл А.T. Термохимия углеводородов C-2 на поверхностях переходных металлов — подход сохранения порядка связи. Surf. Sci. 205 , 492–512 (1988).

Артикул CAS Google ученый

Ковнир К. и др. Новый подход к четко определенным, стабильным и изолированным катализаторам. Sci. Technol. Adv. Матер. 8 , 420–427 (2007).

Артикул CAS Google ученый

Вольпе, М.А., Родригес П. и Хигола С. Е. Приготовление катализаторов Pd-Pb / α-Al2O3 для селективного гидрирования с использованием PbBu4: роль граничных атомов металл-носитель и образование стабильного поверхностного комплекса. Catal. Lett. 61 , 27–32 (1999).

Артикул CAS Google ученый

Чоудхари Т. В., Сивадинараяна К., Дати А. К., Кумар Д. и Гудман Д. В. Гидрирование ацетилена на катализаторах на основе золота. Catal. Lett. 86 , 1–8 (2003).

Артикул CAS Google ученый

Бланкеншип, С. А., Войт, Р. У., Перкинс, Дж. А. и Фрид, Дж. Э. Процесс селективного гидрирования ацетилена в процессе очистки этилена. Патент США 6 509 292 (2003).

Кохан, А. Ф., Седер, Г., Морган, Д. и ван де Валле, К. Г. Изучение первых принципов собственных точечных дефектов в ZnO. Phys. Ред. B 61 , 15019–15027 (2000).

Артикул CAS Google ученый

Соланс-Монфорт, X., Бранчаделл, В., Содуп, М., Сирка, М. и Зауэр, Дж. Образование электронных дырок в кислотных цеолитных катализаторах. J. Chem. Phys. 121 , 6034–6041 (2004).

Артикул CAS Google ученый

Пачиони, Г.Моделирование допированных и дефектных оксидов в катализе с помощью методов теории функционала плотности: возможности для улучшений. J. Chem. Phys. 128 , 182505 (2008).

Артикул CAS Google ученый

Chretien, S. & Metiu, H. Выделение O2 на чистой поверхности частично восстановленного рутила TiO2 (110) и на той же поверхности, предварительно покрытой Au1 и Au2: важность сохранения спина. J. Chem. Phys. 129 , 074705 (2008).

Артикул CAS Google ученый

Эдер Ф. и Леркер Дж. А. Сорбция алканов в молекулярных ситах: вклад упорядочения, межмолекулярных взаимодействий и сорбции на кислотных центрах Бренстеда. Цеолиты 18 , 75–81 (1997).

Артикул CAS Google ученый

Дион, М., Ридберг, Х., Шредер, Э., Лангрет, Д. К. и Лундквист, Б. И. Функционал плотности Ван-дер-Ваальса для общей геометрии. Phys. Rev. Lett. 92 , 246401 (2004).

Артикул CAS Google ученый

Чакарова-Как, С. Д., Шредер, Э., Лундквист, Б. И., Лангрет, Д. С. Применение функционала плотности Ван-дер-Ваальса в расширенной системе: адсорбция бензола и нафталина на графите. Phys. Rev. Lett. 96 , 146107 (2006).

Артикул CAS Google ученый

Johannesson, G.H. et al. Сочетание теории электронной структуры и эволюционных поисков дизайна материалов. Phys. Rev. Lett. 88 , 255506 (2002).

Артикул CAS Google ученый

Куртароло, С., Морган, Д., Перссон, К., Роджерс, Дж. И Седер, Г. Прогнозирование кристаллических структур с помощью интеллектуального анализа данных квантовых вычислений. Phys. Rev. Lett. 91 , 135503 (2003).

Артикул CAS Google ученый

Оганов А. Р. и Гласс К. В. Прогнозирование кристаллической структуры с использованием ab initio эволюционных методов: принципы и приложения. J. Chem. Phys. 124 , 244704 (2006).

Артикул CAS Google ученый

Ньюнс, Д.М. Самосогласованная модель хемосорбции водорода. Phys. Ред. 178 , 1123–1135 (1969).

Артикул CAS Google ученый

Китчин, Дж. Р., Нёрсков, Дж. К., Барто, М. А. и Чен, Дж. Г. Модификация электронных и химических свойств поверхности Pt (111) подповерхностными 3d-переходными металлами. J. Chem. Phys. 120 , 10240–10245 (2004).

Артикул CAS Google ученый

100

Якобсен, К.Дж. Х., Даль, С., Бойзен, А., Клаузен, Б. С. и Норсков, Дж. К. Оптимальные кривые катализатора: связь расчетов методом DFT с конструкцией промышленного реактора и выбором катализатора. J. Catal. 205 , 382–387 (2002).

Артикул CAS Google ученый

Ферменты и катализаторы — AP Chemistry

Если вы считаете, что контент, доступный через Веб-сайт (как определено в наших Условиях обслуживания), нарушает или несколько ваших авторских прав, сообщите нам, отправив письменное уведомление («Уведомление о нарушении»), содержащее в информацию, описанную ниже, назначенному ниже агенту.Если репетиторы университета предпримут действия в ответ на ан Уведомление о нарушении, оно предпримет добросовестную попытку связаться со стороной, которая предоставила такой контент средствами самого последнего адреса электронной почты, если таковой имеется, предоставленного такой стороной Varsity Tutors.

Ваше Уведомление о нарушении прав может быть отправлено стороне, предоставившей доступ к контенту, или третьим лицам, таким как в качестве ChillingEffects.org.

Обратите внимание, что вы будете нести ответственность за ущерб (включая расходы и гонорары адвокатам), если вы существенно искажать информацию о том, что продукт или действие нарушает ваши авторские права.Таким образом, если вы не уверены, что контент находится на Веб-сайте или по ссылке с него нарушает ваши авторские права, вам следует сначала обратиться к юристу.

Чтобы отправить уведомление, выполните следующие действия:

Вы должны включить следующее:

Физическая или электронная подпись правообладателя или лица, уполномоченного действовать от их имени; Идентификация авторских прав, которые, как утверждается, были нарушены; Описание характера и точного местонахождения контента, который, по вашему мнению, нарушает ваши авторские права, в \ достаточно подробностей, чтобы позволить репетиторам университетских школ найти и точно идентифицировать этот контент; например нам требуется а ссылка на конкретный вопрос (а не только на название вопроса), который содержит содержание и описание к какой конкретной части вопроса — изображению, ссылке, тексту и т. д. — относится ваша жалоба; Ваше имя, адрес, номер телефона и адрес электронной почты; а также Ваше заявление: (а) вы добросовестно считаете, что использование контента, который, по вашему утверждению, нарушает ваши авторские права не разрешены законом, владельцем авторских прав или его агентом; (б) что все информация, содержащаяся в вашем Уведомлении о нарушении прав, является точной, и (c) под страхом наказания за лжесвидетельство, что вы либо владелец авторских прав, либо лицо, уполномоченное действовать от их имени.

Отправьте жалобу нашему уполномоченному агенту по адресу:

Чарльз Кон Varsity Tutors LLC
101 S. Hanley Rd, Suite 300
St. Louis, MO 63105

Или заполните форму ниже:

Катализатор

Катализатор — это вещество, которое ускоряет скорость химической реакции, но не расходуется в ходе реакции.Катализатор появится на стадиях механизма реакции, но не появится в общей химической реакции (поскольку он не является реагентом или продуктом). Как правило, катализаторы существенно изменяют механизм реакции, так что новые барьеры вдоль координаты реакции значительно ниже. При понижении энергии активации константа скорости значительно увеличивается (при той же температуре) по сравнению с некаталитической реакцией.

В мире существует множество типов катализаторов.Многие реакции катализируются на поверхности металлов. В биохимии огромное количество реакций катализируется ферментами. Катализаторы могут находиться либо в той же фазе, что и химические реагенты, либо в отдельной фазе.

Катализаторы

в одной фазе называются гомогенными катализаторами , а катализаторы в разных фазах называются гетерогенными катализаторами .

Например, если у нас есть металлическая Pt в качестве катализатора реакции газообразного водорода и газообразного этена, тогда Pt является гетерогенным катализатором.Однако фермент в растворе, катализирующий биохимическую реакцию в растворе, является гомогенным катализатором.

Еще одна важная идея о катализаторах — их селективность. То есть катализатор не просто ускоряет все реакции, а только очень конкретную реакцию. Это ключ ко многим химическим превращениям. Когда вы хотите произвести только определенное химическое изменение, вы ищете катализатор, который ускорит эту конкретную реакцию, но не ускорит другие. В этом отношении замечательны ферменты.Живые биологические системы требуют множества специфических химических превращений, и каждый из них катализирует уникальный фермент.

Типы катализаторов

Катализаторы могут находиться либо в той же фазе, что и химические реагенты, либо в отдельной фазе.

Катализаторы в одной фазе называются гомогенными катализаторами, а катализаторы в разных фазах — гетерогенными катализаторами.

Действие катализаторов

Эффект катализатора заключается в том, что он снижает энергию активации реакции.

Обычно это происходит потому, что катализатор изменяет способ протекания реакции (механизм). Мы можем визуализировать это для простой координаты реакции следующим образом.

В более общем смысле катализируемая реакция может иметь ряд новых барьеров и промежуточных продуктов.Однако самый высокий барьер теперь будет значительно ниже, чем предыдущий самый большой барьер. Например, ниже приведен пример пути реакции, который показывает катализированную и некаталитическую реакцию. Путь с катализатором теперь состоит из двух ступеней и промежуточных частиц. Однако барьеры для обеих стадий намного ниже, чем в некаталитической реакции.

Как работают катализаторы?

Многие катализаторы работают одинаково. Они дают возможность молекулам реагента разорвать связи и затем образовать временные связи с катализатором.Это означает, что катализатор должен быть в некоторой степени реактивным, но не слишком реактивным (поскольку мы не хотим, чтобы эти связи были постоянными). Например, металлическая Pt служит катализатором многих реакций с участием газообразного водорода или газообразного кислорода. Это связано с тем, что поверхность Pt позволяет H ₂ или O ₂ разорвать свои связи, а затем образовать атомные частицы, которые «связаны» с Pt. Однако эти новые связи могут быть достаточно слабыми, чтобы атомные частицы могли затем вступить в реакцию с другими молекулами и покинуть поверхность.Таким образом, после реакции металл Pt возвращается в свое первоначальное состояние.

Например, на рисунке ниже изображена реакция этена и газообразного водорода. Водород приземляется на поверхность и разрывает свою связь, образуя атомы H, связанные с поверхностью (2). Двойная связь этена также разорвана, и два атома углерода также связаны с поверхностью (3). + (водн.) \; + \; O_2 (g)} & {\ rm Шаг \; 2} \\ {\ rm Mn (OH) _2 (aq) \; + \; H_2O_2 (l)} \; & \правая стрелка & \; {\ rm MnO_2 (s) \; + 2H_2O (l)} & {\ rm Шаг \; 3} \ end {array} \]

Итак, в чистой реакции нет изменений в MnO _2. Однако во время реакции он превращается в Mn ²⁺, а также в Mn (OH) ₂. Катализатор может быть идентифицирован таким образом в механизме реакции, поскольку он сначала появляется в «реагентах», но затем подвергается риформингу. позже в реакции.

Катализаторы также могут функционировать, «удерживая» молекулы в определенных конфигурациях, одновременно ослабляя некоторые конкретные связи. Это позволяет катализатору существенно «помогать» химическому составу, располагая реакции в благоприятных геометрических формах, а также ослабляя связи, которые необходимо разорвать по координате реакции.

Ферменты

Ферменты — биологические катализаторы. Это белки, которые складываются в определенные конформации, чтобы ускорить определенные химические реакции. Для биохимических реакций реагент обычно называют субстратом. Субстрат превращается в продукт. Механизмы многих ферментов очень похожи. Субстрат (ы) и фермент связываются в комплекс. Физическое местоположение на ферменте, в котором связывается субстрат, называется «активным центром».После связывания этот комплекс может ослабить определенные связи в субстрате, так что происходит химический процесс с образованием продукта. Продукт слабо связан с субстратом, так что теперь он диссоциирует, и фермент может свободно связываться с другой молекулой субстрата.

Активные центры в ферментах могут быть очень специфичными, так что фермент будет катализировать только очень специфическую реакцию для очень специфической молекулы. Обычно существует равновесие между связанным комплексом и свободным субстратом и ферментом, так что связывание может быть обратимым.Напротив, как только продукт образуется, обратная реакция обычно никогда не происходит.

Субстрат + фермент ↔ Комплекс → Продукт.

Катализаторы — Что такое Катализаторы?

Требования к катализаторам:

Катализатор — все статьи и новости

Катализ и катализаторы — Энциклопедия wiki.MPlast.by

Создан новый тип катализаторов для управления продуктами химических реакций

Приверженность катализу | Haldor Topsoe

Инновационные катализаторы для химической, нефтехимической, металлургической и других отраслей промышленности | Голосман

Ученые-химики ИГУ разработали уникальные палладиевые катализаторы, превосходят мировые стандарты

14.7: Катализ — Химия LibreTexts

Гетерогенный катализ

Гомогенный катализ

Ферменты

Сводка

Объяснитель: Что такое катализатор?

DOE объясняет … Катализаторы | Министерство энергетики

Управление науки Министерства энергетики США: вклад в исследования катализаторов

Быстрые факты

Ресурсы

Катализ | Безграничная химия

Гетерогенный катализ

Цели обучения

Ключевые выводы

Ключевые моменты

Ключевые термины

Типы катализаторов

Преимущества и недостатки гетерогенного катализа

Гомогенный катализ

Цели обучения

Ключевые выводы

Ключевые моменты

Ключевые термины

Примеры гомогенных катализаторов

Ферментный катализ

Цели обучения

Ключевые выводы

Ключевые моменты

Ключевые термины

Модель Induced Fit

Способы, которыми ферменты катализируют реакции

На пути к вычислительному дизайну твердых катализаторов

Ферменты и катализаторы — AP Chemistry

Катализатор

Типы катализаторов

Действие катализаторов

Как работают катализаторы?

Ферменты

Добавить комментарий Отменить ответ