촉매는 매우 다양하며 조성, 상, 작용 메커니즘 및 기능과 같은 다중 차원에 따라 분류 할 수 있습니다.

촉매와 반응 시스템 사이의 상 관계에 의한 분류

이것은 가장 직관적입니다과원자로의 설계 및 작동 모드를 결정하는 엔지니어링-중요 분류 방법.

균질 촉매

정의: 반응물 (일반적으로 기체 또는 액상) 과 동일한 상에 있는 촉매.

장점: 높은 활성 및 우수한 선택성 (각 촉매 중심이 균일하게 분산되어 반응물과 완전히 접촉하기 때문에).

단점: 분리 및 복구가 어려우며 일반적으로 복잡한 증류, 추출 및 기타 단계, 높은 비용이 필요하며 제품을 오염시킬 수 있습니다.

전형유형: 산/염기 촉매, 같은황산 (에스테르화 및 알킬화), 수산화나트륨. 로듐 카르보닐 (올레핀의 알데히드로 포름화). 팔라듐/백금 복합체 (스즈키 반응과 같은 교차 결합 반응의 경우).

이종 촉매

정의: 촉매는 반응물과 상이한 상의 물질이다. 전형적으로, 촉매는 고체이고, 반응물은 기체 또는 액체이다.

장점: 분리하기 쉽고 (간단한 여과 및 침전을 통해) 지속적으로 생산할 수 있으며 수명이 길며 재사용 할 수 있습니다. 그것은 산업에서 촉매의 가장 중요한 형태입니다.

단점: 활성 센터가 표면에 위치하여 상대적으로 낮은 사용률을 초래합니다. 질량 및 열 전달이 제한 단계가 될 수 있습니다.

주요 구성 요소: 활성 구성 요소는촉매 물질 (예: Pt, Pd, Ni, V₂O₅, Cu/ZnO),지원일반적으로높은 비표면적 및 기계적 강도를 제공하는 활성 성분을 지탱하는 다공성 재료 (예: Al₂ O기압, SiO₂, TiO₂, 활성탄, 분자체).

전형적인 유형: 자동차 3 방향 촉매,Pt-Pd-Rh는 벌집 도자기에 지원됩니다. 암모니아-철 합성 촉매, 일반적으로 지원Fe-K₂ O-Al₂ Ofort. 탈황 촉매, 일반적으로 지원Co-Mo/Al₂ Ofort. 석유 균열 촉매, 일반적으로 의 형태로제올라이트 분자 체.

생체 촉매-효소

정의: 촉매 기능을 갖는 단백질 또는 RNA. 본질적으로, 이들은 균질하고 이질적인 상 사이에 존재하는 특별한 촉매이다.

장점: 초 고효율 (일반 촉매보다 10-10 η ³ 배 높음) 및 특이성 ("하나의 키가 하나의 잠금을 엽니 다"), 온화한 반응 조건 (실온 및 압력).

전형산업 응용 분야: 고과당 시럽, 세탁 세제 및 의약품 (예: 반합성 페니실린 생산을위한 페니실린 아실라제) 을 생산하기 위해 고정 된 효소 (이종 촉매의 한 유형으로 간주 될 수 있음) 가 사용됩니다.

화학 성분 및 재료에 의해 분류

VIII족 전이 금속 (Fe, Co, Ni, Ru, Rh, Pd, Pt, Ir 등) 및 Cu, Ag, Au.

특징: 주로 수소화, 탈수소화, 산화 및 개질과 같은 H₂ 또는 O₂ 와 관련된 반응에 사용됩니다.

예: Pt/Rh 네트워크 (질산으로의 암모니아 산화), Pd/C (수소화 환원), RaneyNi (저렴한 수소화 촉매).

금속 산화물 및 황화물 촉매

특징: 내열성, 산소 저항성 및 독성 저항성; 일반적으로 산화, 탈수소, 선택적 환원 및 산-염기 촉매 작용에 사용됩니다.

예: 산화 된 형태: V₂ O㎛ (황산 및 프탈산 무수물 생산), CuO/ZnO/Al₂OHot (메탄올 합성), Bi-Mo-O (선택적 프로필렌 산화), TiO₂ (광촉매).

고체 산/염기 촉매

특징: 부식성이 높고 재활용이 어려운 액체 산/알칼리를 대체 할 수 있으며 환경 친화적입니다.

예: 고체 산, 같은제올라이트 분자체, 헤테로폴리산, 황산지르코늄, 산성 수지 및 나피온 막. 솔리드 베이스, 같은하이드로탈라이트, 지지된 알칼리 토금속 산화물 및 염기성 수지.

복합 촉매

정의: 배위 결합을 통해 중심 금속 원자 및 유기 리간드에 의해 형성된 복합 이온 또는 분자. 균질 단계에서 사용하거나 이종 지지대에 고정 할 수 있습니다.

특징: 높은 거울상 선택성 (비대칭 촉매) 을 달성하기 위해 리간드를 설계함으로써 촉매 성능을 "조정" 할 수 있습니다.

예: Wilkinson 촉매 (RhCl (PPhHot), 수소화), Ziegler-Natta 촉매 (TiClact/AlRHot, 올레핀 중합) 및 약물 합성에 사용되는 다양한 키랄 촉매.

기능 또는 반응에 의해 분류

산화 촉매: 유기 물질 또는 CO의 완전/선택적 산화를 위한 촉매 (자동차 배기 정제를 위한 Ag 촉매 및 에틸렌을 산화에틸렌으로 산화시키는 것).

수소화/탈수소화 촉매: 불포화 결합의 수소화 또는 포화 탄화수소의 탈수소화를 위한 촉매 (예: 오일 및 지방의 수소화를 위한 Ni 촉매, 및 에틸벤젠의 스티렌으로의 탈수소화를 위한 Fe-K 촉매).

산 촉매: 촉매 분해, 이성질화, 알킬화, 에스테르화 및 기타 반응 (예: 석유 분해의 제올라이트).

중합 촉매: 올레핀 및 디엔의 중합 촉매Zn 촉매 및 메탈로센 촉매로서).

환경 친화적 인 촉매: 오염 물질을 정화하도록 특별히 설계되었습니다.

배기 가스 정화 촉매: 자동차 3 방향 촉매, 발전소 SCR 탈질 촉매 (V₂Opp-WOfelt/TiO₂).

광촉매: 반응을 촉매하기 위해 빛 에너지를 흡수 한 후 활성 종을 생성하는 촉매 (예: TiO₂ 광촉매 물 분해 및 오염 물질의 광분해).

전기 촉매: 전극 표면의 전기 화학 반응을 가속화하는 촉매 (예: 연료 전지에 대한 Pt/C 촉매 및 물 전기 분해에 의한 수소 생산을위한 IrO₂/RuO₂ 촉매).