生活中有哪些催化剂?它们的功能是什么?
氧化物催化剂鉴于19世纪开发的用于氧化二氧化硫的铂催化剂易被原料气中的砷中毒,出现了两种催化剂并用的工艺。德国曼海姆装置第一阶段使用低活性的氧化铁作为催化剂,剩余的二氧化硫在第二阶段用铂催化剂转化。该阶段开发了一种高抗毒性的负载型氧化钒催化剂,并于1913在德国巴登苯胺苏打公司新建的接触式硫酸装置上使用。它的使用寿命可以达到几年到十年。20世纪20年代以后,氧化钒催化剂迅速取代原来的铂催化剂,成为商品催化剂。硫酸催化剂的这一改革为氧化物催化剂开辟了广阔的前景。
液体催化剂1919美国新泽西州标准石油公司开发了丙烯以硫酸为催化剂水合生产异丙醇的工业工艺,并在1920建厂。到1930,美国联合碳化物公司建成了一座乙烯水合生产乙醇的工厂。这些液体催化剂是简单的化学物质。
生物催化剂酶是生物催化剂,是植物、动物和微生物产生的具有催化能力的有机物质(绝大部分是蛋白质。但少量RNA也有生物催化功能),原名酶。生物几乎所有的化学反应都是在酶的催化下进行的。酶的催化作用也是选择性的。比如淀粉酶催化淀粉水解成糊精和麦芽糖,蛋白酶催化蛋白质水解成肽。生命体利用它们来加速体内的化学反应。如果没有酶,生物体内的许多化学反应会进行得非常缓慢,难以维持生命。在37℃(人体体温)左右的温度下,酶的作用最好。如果温度高于50℃或60℃,酶就会被破坏,不能再发挥作用。所以,利用酶分解衣服上污渍的生物洗涤剂,在低温下最有效。酶在生理学、医学、农业和工业上有重要意义。目前,酶制剂的应用日益广泛。
通常,选择最便宜的原料废弃物作为燃煤催化剂。实验证明,许多废弃物具有明显的催化燃烧效果和环保效能。常用的燃煤催化剂的废气有:一是煤灰。煤灰是煤中的灰分在燃烧过程中形成的残留物。煤中的灰分是一种内部催化剂。灰太多不利于燃烧,灰太少难以着火。第二,造纸黑液。造纸厂排放的碱性黑液中含有大量的K2CO3、Na2CO3、KOH、NaOH和Ca( OH) 2等。它是一种很好的燃煤催化剂。在煤中加入适量的干燥黑液,可降低煤的着火温度30℃ ~ 50℃,促进煤的完全燃烧。此外,还具有脱硫作用,脱硫率可达35% ~ 58%,有利于环保。第三,碱厂废液。碱厂废液中含有大量CaCO3和少量CaCl2。适量加入这种废液有利于煤的着火和燃烧,也有脱硫作用,脱硫率可达44%以上。第四,铁矿开采过程中产生的铁矿粉富含Fe2O3,是燃煤催化剂的良好原料。有些铁矿没有开采价值。经过多年的风化,山坡上堆积了大量的铁矿粉,可以收集利用。第五,草木灰。草木灰中含有KOH,可用水过滤得到溶液,干燥后可从溶液中提取用作燃煤催化剂的粗KOH。第六,石灰。生石灰和熟石灰都可以作为燃煤催化剂的原料,需要强调的是Ca2+具有明显的脱硫作用。除了以上这些,还有很多其他的废弃物可以作为燃煤催化剂,比如废白泥、炼铁炉渣、电石废渣、一些化工厂的废液等。
有半导体和光催化剂。从物理上讲,半导体是介于导体和绝缘体之间的材料。光催化是指在一定波长光照下,光生载流子与半导体材料分离,然后光生电子和空穴与离子或分子结合,产生氧化或还原活性自由基,可将有机大分子降解为二氧化碳或其他小分子有机物和水。在反应过程中,这种半导体材料,也就是光催化剂本身,是不变的。通常,用作光催化反应的光催化剂的材料是半导体材料或具有半导体特性的物质。