大學(xué)化學(xué)期末論文02240

1、今天多一份拼搏明天多幾份歡笑。2011年秋季化學(xué)報(bào)告我所了解的催化劑 我所了解的催化劑學(xué)院:機(jī)電工程學(xué)院 專業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)及其自動(dòng)化 手機(jī)郵箱:scliuhai摘要：催化劑最先由瑞典化學(xué)家貝采里烏斯提出催化劑指在反應(yīng)中起催化作用且在反應(yīng)前后其質(zhì)量、化學(xué)性質(zhì)都沒有發(fā)生改變的物質(zhì)催化劑主要分為均相催化劑、多相催化劑、生物催化劑三類如今催化劑的研究主要在納米光催化劑、生物催化劑、有機(jī)催化劑及催化劑載體方面關(guān)鍵詞：催化劑;提出;定義;分類;研究方向引言：催化劑又叫觸媒根據(jù)國際純粹與應(yīng)用化學(xué)聯(lián)合會(huì)（IUPAC）于1981年提出的定義催化劑是一種物質(zhì)它能夠改變反應(yīng)的速率而不改變該反

2、應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)Gibbs自由焓變化這種作用稱為催化作用涉及催化劑的反應(yīng)為催化反應(yīng)催化劑的提出 催化劑最早由瑞典化學(xué)家貝采里烏斯發(fā)現(xiàn)一百多年前有個(gè)魔術(shù)"神杯"的故事有一天瑞典化學(xué)家貝采里烏斯在化學(xué)實(shí)驗(yàn)室忙碌地進(jìn)行著實(shí)驗(yàn)傍晚他的妻子瑪利亞準(zhǔn)備了酒菜宴請親友祝賀她的生日貝采里烏斯沉浸在實(shí)驗(yàn)中把這件事全忘了直到瑪麗亞把他從實(shí)驗(yàn)室拉出來他才恍然大悟匆忙地趕回家一進(jìn)屋客人們紛紛舉杯向他祝賀他顧不上洗手就接過一杯蜜桃就一飲而盡當(dāng)他自己斟滿第二杯酒干杯時(shí)卻皺起眉頭喊道："瑪利亞你怎么把醋拿給我喝！"瑪利亞和客人都愣住了瑪麗亞仔細(xì)瞧著那瓶子還倒出一杯來品嘗一點(diǎn)兒都沒錯(cuò)確實(shí)是香醇

3、的蜜桃酒??！貝采里烏斯隨手把自己倒的那杯酒遞過去瑪麗亞喝了一口幾乎酸的吐了出來也說："甜酒怎么一下子變成醋酸啦？"客人們紛紛湊近來觀察著猜測著這"神杯"發(fā)生的怪事貝采里烏斯發(fā)現(xiàn)原來酒杯里有少量黑色粉末他瞧瞧自己的手發(fā)現(xiàn)手上沾滿了在實(shí)驗(yàn)室研磨白金時(shí)給沾上的鉑黑他興奮地把那杯酸酒一飲而盡原來把酒變成醋酸的魔力是來源于白金粉末是它加快了乙醇（酒精）和空氣中的氧氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成丁醋酸后來人們把這一作用叫做觸媒作用又叫催化作用希臘語的意思是"解去束縛"1836年他還在物理學(xué)與化學(xué)年鑒雜志上發(fā)表了一篇論文首次提出化學(xué)反應(yīng)中使用的"催化

4、"與"催化劑"概念催化劑的定義在化學(xué)反應(yīng)中引起催化作用物質(zhì)自身的組成、化學(xué)性質(zhì)和質(zhì)量在反應(yīng)前后不發(fā)生變化的物質(zhì)稱為催化劑催化劑一般具有高度的專一性例如二氧化錳在氯酸鉀受熱分解中起催化作用加快化學(xué)反應(yīng)速率但對(duì)其他的化學(xué)反應(yīng)就不一定有催化作用催化劑的分類 均相催化劑：催化劑和反應(yīng)物同處于一相沒有相界存在而進(jìn)行的反應(yīng)稱為均相催化作用能起均相催化作用的催化劑為均相催化劑 多相催化劑：呈現(xiàn)在不同相（Phase）的反應(yīng)中即和它們催化的反應(yīng)物處于不同的狀態(tài) 生物催化劑：是植物、動(dòng)物和微生物產(chǎn)生的具有催化能力的有機(jī)物（絕大多數(shù)的蛋白質(zhì)但少量RNA也具有生物催化功能）舊稱酵素 催化

5、劑研究前沿領(lǐng)域 納米催化劑領(lǐng)域： 納米粒子以其獨(dú)特的性質(zhì)受到了科學(xué)家的重視它在催化中的應(yīng)用更為催化工作者展示了一個(gè)趣味盎然富有活力的研究領(lǐng)域 目前從這一領(lǐng)域可以看到納米粒子對(duì)催化氧化、還原和裂解反應(yīng)都具有很高的活性和選擇性對(duì)光解水制氫和一些有機(jī)合成反應(yīng)也有明顯的光催化活性國際上已把納米粒子催化劑稱為第四代催化劑納米催化劑具有高比表面積和表面能活性點(diǎn)多因而其催化活性和選擇性大大高于傳統(tǒng)催化劑 生物催化劑領(lǐng)域-催化抗體：在化學(xué)反應(yīng)中 如果設(shè)計(jì)一種與反應(yīng)物的過渡態(tài)結(jié)構(gòu)相似的半抗原 就可以設(shè)法誘導(dǎo)機(jī)體產(chǎn)生能特異性識(shí)別化學(xué)反應(yīng)的過渡態(tài)的抗體 并通過這種抗體與反應(yīng)物的過渡態(tài)結(jié)合降低了反應(yīng)的活化能 加速該反

6、應(yīng)的進(jìn)行催化抗體應(yīng)用最有價(jià)值的領(lǐng)域?yàn)獒t(yī)藥科學(xué)3 利用催化抗體的水解清除血液中的毒素如分解可卡因等; 將催化抗體替代酶催化藥物在體內(nèi)還原 有利于機(jī)體吸收 并降低藥品的毒副作用; 將催化抗體技術(shù)和蛋白融合技術(shù)結(jié)合在一起設(shè)計(jì)出既有催化功能又有組織特異性的嵌合抗體 切割病毒或惡性腫瘤; 利用催化性抗體直接作為藥物治療酶缺陷癥患者 有機(jī)催化劑領(lǐng)域： 有機(jī)小分子不對(duì)稱催化劑連接金屬有機(jī)催化和酶催化以及合成化學(xué)和生物有機(jī)化學(xué)的橋梁有機(jī)小分子催化劑不含金屬離子對(duì)環(huán)境友好且在反應(yīng)過程中不需要對(duì)反應(yīng)底物進(jìn)行修飾符合原子經(jīng)濟(jì)性因而有機(jī)小分子催化劑的設(shè)計(jì)、合成引起了人們的極大關(guān)注并成為現(xiàn)代有機(jī)合成化學(xué)的前沿領(lǐng)域之一設(shè)

7、計(jì)、合成具有高活性、高選擇性、并可以循環(huán)利用的有機(jī)小分子催化劑則是當(dāng)前研究的熱點(diǎn)和前沿Aldol、nitro-Michael和Henry反應(yīng)是有機(jī)合成中形成C-C鍵的重要反應(yīng)近年來有機(jī)小分子催化劑催化不對(duì)稱直接aldol和nitro-Michael反應(yīng)成為人們關(guān)注的熱點(diǎn) 均相催化劑的固相化領(lǐng)域： 該研究的原理是將均相催化劑用物理、化學(xué)方法使之與固體載體相結(jié)合 而形成一種特殊的催化劑特點(diǎn)是不容易流失、壽命長、能重復(fù)使用一般說來 對(duì)載體有如下要求大表面積、多孔、承載能力好 在制造和使用條件下物理、化學(xué)性質(zhì)不變 可根據(jù)需要造?；虺尚?并有足夠的強(qiáng)度以抵抗可能經(jīng)受的物理的或熱的沖擊 不會(huì)使催化劑組份活性降低 催化劑的前景展望 工業(yè)上催化劑的需求仍然很大而且對(duì)催化劑的催化效率要求也與日俱增因?yàn)閭鹘y(tǒng)的催化劑在靈敏度和適應(yīng)多類型反應(yīng)環(huán)境方面比較欠缺可能在未來的發(fā)展中新型催化劑會(huì)如雨后春筍層出不窮但是發(fā)展的主要方向應(yīng)該是生物催化劑、有機(jī)催化劑、納米催化劑等前沿領(lǐng)域因此我國要抓住技術(shù)革新的契機(jī)努力創(chuàng)新在催化劑的新領(lǐng)域走出自己的路讓自己的核心技術(shù)不再受外國的限制參考文獻(xiàn)唐寅杰 趙學(xué)明 班睿 未作君 洪學(xué)傳；一種新型的生物催化劑-催化抗體；