绿色催化剂的应用及发展

摘要：在社会发展的同时，绿色化学的研究已经成为化学研究的主要发展趋势，对于人类的身体健康已经起到了一定的重视。本文主要研究了催化剂与绿色催化剂，分析了绿色催化剂的种类，并进行简要的概述。

关键词：绿色催化剂；绿色化学；发展

引言

绿色化工是现代化工行业的必然趋势与前沿技术。生产化工产品的原材料、催化剂、溶液的绿色化，以及生态工程技术等清洁生产办法的研究与运用，对于保障人体健康，维护自然环境，实现化工的可持续发展都有着重要意义。

1催化剂与绿色催化剂

1.1催化剂

催化是一类化工产物的特殊名称，是指在化工反应过程中能影响化工反应速率，而自身的特性和质量在化工反应过程前后都不会影响的化工产物。催化会诱发化学反应有所产生变化，并将基本类型加快或降低甚至在较低的温度环境下发生。催化，在工程上也叫做热触媒。

1.2绿色催化剂

绿色催化剂是指在催化转化反映流程中，不会形成污染，即使是"零排放"，进而可以进行清洁工业生产的这样一种反应催化剂。

1.3绿色化学

绿色生态化工产品，也称环保无害化学、自然环境安全化工产品、洁净化工产品。近年来，绿色生态化工的研发工作大多围绕着化工反应机理、原材料、催化、溶液和其中产品的绿色生态化进行的。绿色生态化工已经代表了二十一世纪化工学科的主要方向，而绿色生态催化技术则是绿色生态化工的主要部分。

绿色化工技术对人类经济社会的发展与进步具有很重要的影响，而绿色催化剂科技在绿色化工发展中的作用尤为巨大。因此，百分之八十以上的传统化学步骤均与催化作用相关。但近年来，由于人们对能源、环保和卫生等问题的广泛重视，绿色催化的功能与地位也得到了全新的评价。

2绿色催化剂的种类及应用

2.1分子筛催化剂

分子筛催化剂，也简称为沸石分子筛催化剂，系指以沸石分子筛作为催化活性部分或主要活力部分之一的催化。分子筛有强离子交换特性、均一的小分子尺度的昆岛、强酸催化活性，且具备优良的温度稳定性和水热平衡稳定性，能形成对多种化学反应都具备高活度、高选择性的催化技术。

2.2杂多酸催化剂

杂多酸，是指一种由中心分子(俗称杂分子)和配位原子(多分子)按照特定的化学结构、或利用氧分子桥联成的高含氧性复合酸。为硬度均衡的质子酸，且具有氧化还原才能，经过变换组合，可以调整酸性强与氧化还原特性。水分出现时产生的拟液相，也能直接危害其酸性和氧化还原力量。杂多酸主要有固态和液体二种形式。

2.3其他绿色催化剂

2.3.1光催化剂

这是一种利用光的刺激而发生催化分解反应速度的催化物，如ZnO-CuO-H2O2等，在紫外线影响下，能对染色污水发生催化分解脱色，脱色率将近百分之一百。TiO2光催化剂光解二氯乙酸、光的光解制氢、CO2中的光催化分解固碳，都是为未来完成生物能源、人工光合等的重要催化技术反应。

2.3.2电极催化剂

在该类电化学反应中，阴极既是电化学反应的反应物场所也是提供和接受电的物质场所，因而兼有催化和推动电转化的双重功用。利用外部的电路调控电极电位，可对反应条件、化学反应速度等加以控制。

2.3.3酶催化剂

酶催化剂也可以说时一个真正的绿色催化剂，它是指一类能够加速特殊化学反应的生物分子，并具有近乎专一的催化剂特性。

2.3.4膜催化剂

薄膜催化就是把催化剂做成薄膜反应器，反应物就可以选择性的通过催化薄膜而进行化学反应，产物则能够选择性的通过薄膜而离开反应范围，进而可以合理地调整在反应范围内的反应剂和物质的含量，这也是把膜分离技术与机械催化综合的一个新催化工艺。

3绿色催化剂在绿色化学上的应用

3.1分子筛催化剂

分子筛催化剂的化学稳定性很好，即使在九百K时仍产生高催化活性，所以可以用它生产蜂窝样陶瓷，并作为汽车废气的促进剂转化的载体。此外，沸石分子筛催化裂解也在油田化学工业中已大量应用。催化裂化分子筛催化剂，通常是用稀土金属或以价格较高昂金属单质代替钠元素的Y型分子筛。和一般硅铝催化剂比较，有活性度高，热稳定性较好的优点，能在较平缓条件发生化学反应，并可以在630~680℃的高温下再生以保持良好地还原活性。另外，由于它抗毒力较强，还可以加工成一些含土中重金属较多的劣质原材料。

3.2杂多酸催化剂

用作酸反应催化剂时，其化学活力中心既出现于"表相"，也出现于"体相"。杂多酸有相似于浓液的"拟液相"，这些特点使它能够产生很高的催化活性，既能够在表面产生反应催化剂，也可在液象学中产生反应催化剂，同时杂多酸也如前所说既是氧化催化剂，更是光伏发电催化剂。十二钨磷酸，主要是用来促进丙烯水合成异丙醇，转化率一般，但产品选择能力很高，是成功应用的典型。杂多酸产生的可控制酸式，它可以代替HF、硫酸、磷酸等，以固体形式进行多相催化反应，用杂多酸作为催化剂可以增加反应的回收率。

3.3固体超强酸催化剂

固体超强酸在丙醇水化成异丙醇和异丙醚，在高浓度乙醇中与异丙烯制甲基叔丁基醚、醇酸酯化反应、烃的硝化、对氧化溴代烃的还原处理等化学反应中，均表现出优异的催化剂特性。

结语

随着社会的发展和不断进步，绿色化学已经被广泛研究和学习，尽管绿色化工催化剂基础理论发展已逐步获得成熟，但目前大部分催化仍停留于试验阶段，催化特性并不稳定，且生产流程繁琐，性价比较低等都是制约其产业化应用的主要因素，但从长远视角考虑，应用绿色化工催化剂将是实现产品零环境污染的一种新的发展趋势。

参考文献

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