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催化劑及助劑

催化劑指在化學反應中能改變反應速度而本身的組成和質(zhì)量在反應后保持不變的物質(zhì)。催化劑使反應加快的稱為正催化劑(Positive Cata-lyst)，減慢的稱為負催化劑(NegativeCatalyst)或緩化劑。一般所說催化劑是指正催化劑。這類催化劑在工業(yè)上特別是有機化學工業(yè)上用得較多，具有重大的意義，如接觸法制硫酸、合成氨、酯和多糖的水解，油脂氫化等都需用催化劑。常用的催化劑主要有金屬、金屬氧化物和無機酸等。若催化劑為固體，反應物為氣體，形成多相的催化反應，這種催化劑，有時叫做觸媒或接觸劑。催化劑一般具有選擇性，它只能使某一反應或某一類反應加速進行。但有些反應可用多種催化劑，如氫化反應?？捎勉K、鈀、鎳，應慎重選擇。在催化反應中，往往加入催化劑以外的物質(zhì)，稱為助催化劑，以增強催化劑的催化作用。例如鐵是合成氨工業(yè)的催化劑，加入少量氧化鉀和氧化鋁能增強鐵的催化作用。催化劑和助催化劑的組成和重量在反應前后不變。以上均為無機催化劑。酶屬蛋白質(zhì)，是很重要的有機催化劑。
催化劑的種類繁多，按催化劑和反應體系的相態(tài)來分，有均相與非均相兩類催化劑。非均相催化劑應用最廣，有氣體、液體、固體3種狀態(tài)，以固態(tài)催化劑的品種與應用最多。固體催化劑為金屬(鎳、鉑、鈀、鉻、鈷、鈦、釩等)或金屬氧化物(氧化銅、五氧化二釩、氧化鉛等)制成的細顆粒，或被分散沉積在載體上，以便獲得良好的分散效果，增加比表面積。對催化劑要求有可靠的活性、穩(wěn)定性、選擇性、長工作壽命、不易中毒和過燒、容易再生。為了提高催化效率，將單純金屬催化劑制成合金催化劑 (如鎳-鋁合金) 和復合催化劑 (ZieglerNatta催化劑)。復合催化劑由主催化劑與助催化劑組成。在新型高效催化劑中還要添加其他組分。高效催化劑的產(chǎn)生和發(fā)展，推動了高分子材料的發(fā)展，產(chǎn)生了許多新一代高性能和高附加值的高分子功能與結(jié)構(gòu)材料。
隨著催化劑的廣泛應用和一些新型催化劑的出現(xiàn)，可以使許多新的化學反應實現(xiàn)工業(yè)化，以提供日益增多的化工產(chǎn)品;也可使一些原有的化工反應的條件得到改善，以提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，充分利用資源。不斷選擇和研制新一代更多更好的催化劑，一直是現(xiàn)代化學化工研究領(lǐng)域中的重要課題。但催化劑的作用對人類并非都有利，如超音速噴氣燃料的燃燒產(chǎn)物作為一種催化劑可以引起同溫層(10～50公里高空)中臭氧的分解，使大氣層對太陽紫外線的吸收減弱，致使某些地區(qū)皮膚癌患者增多。正在研制新的超音速噴氣燃料，要求其燃燒產(chǎn)物不會成為引起同溫層中臭氧分解的催化劑。
助劑是指在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，尤其是化工生產(chǎn)中，為改善生產(chǎn)過程、提高產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量，或者賦予產(chǎn)品某種特有的應用性能，通常需要添加一些輔助化學品。它是化工生產(chǎn)中一大類重要的輔助原材料，能賦予產(chǎn)品以特殊的性能，改進成品用途;能加速化學反應速度，提高產(chǎn)品收率;能節(jié)約原料，提高加工效率。廣泛應用于化學工業(yè)，特別是有機合成、合成材料后加工及石油煉制、農(nóng)藥、醫(yī)藥、染料、涂料等工業(yè)部門。按用途可分為合成用助劑和加工用助劑。在樹脂、纖維、橡膠等單體合成和聚合中所用的各種輔助藥劑，叫做合成用助劑，包括催化劑、引發(fā)劑、溶劑、分散劑、乳化劑、阻聚劑、調(diào)節(jié)劑、終止劑等。在由生膠制造橡膠、塑料制品加工以及化學纖維紡絲和紡紗等過程中所使用的輔助化學藥劑，叫做加工用助劑，包括增塑劑、熱穩(wěn)定劑、抗氧劑、光穩(wěn)定劑、阻燃劑、發(fā)泡劑、潤滑劑、脫模劑、硫化劑、促進劑、軟化劑、防焦劑、表面活性劑、油劑、填充劑等。在這些助劑中，不少是化學危險物品，如合成用的過氧化二苯甲酰、偶氮二異丁腈、過氧化氫—亞鐵藍、烷基鋁、氯化鈦等引發(fā)劑、催化劑均為易燃易爆物品，應按《化學危險物品安全管理條例》的有關(guān)規(guī)定，進行儲存、運輸、經(jīng)營和使用。
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