ตัวเร่งปฏิกิริยา

การเร่งปฏิกิริยา ( / k ə เสื้อ æ ลิตรə s ɪ s / ) เป็นกระบวนการของการเปลี่ยนแปลงที่อัตราของปฏิกิริยาทางเคมีโดยการเพิ่มสารที่เรียกได้ว่าเป็นตัวเร่งปฏิกิริยา[1] [2] ( / k æ เสื้อəl ɪ s T / ). ตัวเร่งปฏิกิริยาจะไม่ถูกใช้ในปฏิกิริยาที่เร่งปฏิกิริยา ดังนั้นจึงไม่เปลี่ยนแปลงหลังจากเกิดปฏิกิริยา มักต้องการตัวเร่งปฏิกิริยาเพียงเล็กน้อยเท่านั้น [3]ความต้องการตัวเร่งปฏิกิริยาทั่วโลกในปี 2553 อยู่ที่ประมาณ 29.5 พันล้านดอลลาร์สหรัฐ[4]

กรองอากาศที่ใช้อุณหภูมิต่ำออกซิเดชันตัวเร่งปฏิกิริยาในการแปลง คาร์บอนมอนอกไซด์จะพิษน้อยกว่า ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ที่อุณหภูมิห้อง นอกจากนี้ยังสามารถขจัดฟอร์มาลดีไฮด์ออก จากอากาศได้อีกด้วย

ภาพประกอบ

ภาพประกอบคือความไม่สมส่วนของไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์กับน้ำและออกซิเจน :

2 H 2 O 2 → 2 H 2 O + O 2

ปฏิกิริยานี้เกิดขึ้นเนื่องจากผลิตภัณฑ์จากปฏิกิริยามีความเสถียรมากกว่าวัสดุตั้งต้น ปฏิกิริยาที่ไม่เร่งปฏิกิริยาจะช้า อันที่จริง การสลายตัวของไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์นั้นช้ามากจนสารละลายไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์มีจำหน่ายในท้องตลาด ปฏิกิริยานี้ได้รับผลกระทบอย่างรุนแรงจากตัวเร่งปฏิกิริยา เช่นแมงกานีสไดออกไซด์หรือเอนไซม์เปอร์ออกซิเดสในสิ่งมีชีวิต เมื่อเติมแมงกานีสไดออกไซด์จำนวนเล็กน้อยไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์จะทำปฏิกิริยาอย่างรวดเร็ว ผลกระทบนี้สามารถมองเห็นได้ง่ายจากการพองตัวของออกซิเจน [5]แมงกานีสไดออกไซด์จะไม่ถูกใช้ในปฏิกิริยา ดังนั้นจึงอาจนำกลับมาใช้ใหม่ได้โดยไม่เปลี่ยนแปลง และนำกลับมาใช้ใหม่อย่างไม่มีกำหนด ดังนั้นแมงกานีสไดออกไซด์จึงเร่งปฏิกิริยานี้

หน่วย

SI มาหน่วยสำหรับการวัดการเร่งปฏิกิริยาของตัวเร่งปฏิกิริยาเป็นคาทัลซึ่งเป็นวัดในโมลต่อวินาที ผลผลิตของตัวเร่งปฏิกิริยาสามารถอธิบายได้ด้วยหมายเลขการหมุนเวียน (หรือ TON) และกิจกรรมตัวเร่งปฏิกิริยาโดยความถี่การพลิกกลับ (TOF) ซึ่งเป็น TON ต่อหน่วยเวลา เทียบเท่าชีวเคมีเป็นหน่วยเอนไซม์ สำหรับข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับประสิทธิภาพในการเร่งปฏิกิริยาของเอนไซม์ให้ดูบทความเกี่ยวกับเอนไซม์

กลไกทั่วไป

โดยทั่วไป ปฏิกิริยาเคมีจะเกิดขึ้นเร็วขึ้นเมื่อมีตัวเร่งปฏิกิริยา เนื่องจากตัวเร่งปฏิกิริยาให้วิถีหรือกลไกของปฏิกิริยาทางเลือก โดยมีพลังงานกระตุ้นต่ำกว่ากลไกที่ไม่เร่งปฏิกิริยา ในกลไกที่เร่งปฏิกิริยา ตัวเร่งปฏิกิริยามักจะทำปฏิกิริยาเพื่อสร้างตัวกลางซึ่งจะสร้างตัวเร่งปฏิกิริยาเดิมขึ้นใหม่ในกระบวนการ [6]

ตัวเร่งปฏิกิริยาโดยทั่วไปจะทำปฏิกิริยากับสารตั้งต้นตั้งแต่หนึ่งตัวขึ้นไปเพื่อสร้างตัวกลางที่ต่อมาให้ผลิตภัณฑ์ปฏิกิริยาสุดท้าย ในกระบวนการสร้างตัวเร่งปฏิกิริยาขึ้นใหม่ ต่อไปนี้เป็นรูปแบบปฏิกิริยาทั่วไป โดยที่Cแทนตัวเร่งปฏิกิริยา X และ Y เป็นสารตั้งต้น และ Z เป็นผลคูณของปฏิกิริยาของ X และ Y:

X + C → X C

 

 

 

 

( 1 )

Y + X C → XY C

 

 

 

 

( 2 )

XY CC Z

 

 

 

 

( 3 )

C Z → C + Z

 

 

 

 

( 4 )

แม้ว่าตัวเร่งปฏิกิริยาที่มีการบริโภคจากปฏิกิริยา1ก็คือการผลิตภายหลังจากปฏิกิริยา4 เนื่องจากตัวเร่งปฏิกิริยาถูกสร้างขึ้นใหม่ในปฏิกิริยา มักจะต้องใช้ปริมาณเพียงเล็กน้อยเพื่อเพิ่มอัตราการเกิดปฏิกิริยา อย่างไรก็ตาม ในทางปฏิบัติ บางครั้งมีการใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาในกระบวนการทุติยภูมิ

ตัวเร่งปฏิกิริยาที่ไม่มักจะปรากฏในสมการอัตรา [7] [8] [9]ตัวอย่างเช่น ถ้าขั้นตอนการกำหนดอัตราในรูปแบบปฏิกิริยาข้างต้นเป็นขั้นตอนแรก
X + C → XC ปฏิกิริยาที่เร่งปฏิกิริยาจะเป็นลำดับที่สองด้วยสมการอัตรา v = k cat [X] [C] ซึ่งเป็นสัดส่วนกับความเข้มข้นของตัวเร่งปฏิกิริยา [C] อย่างไรก็ตาม [C] ยังคงที่ระหว่างปฏิกิริยาเพื่อให้ปฏิกิริยาเร่งปฏิกิริยาเป็นลำดับที่หนึ่งหลอก : v = k obs [X] โดยที่ k obs = k cat [C]

ตัวอย่างของกลไกที่มีรายละเอียดในระดับจุลภาค ในปี 2008 นักวิจัยชาวเดนมาร์กได้เปิดเผยลำดับเหตุการณ์ที่ออกซิเจนและไฮโดรเจนรวมกันบนผิวของไททาเนียมไดออกไซด์ (TiO 2หรือไททาเนีย ) เพื่อผลิตน้ำเป็นครั้งแรก ด้วยชุดไทม์ของสแกนอุโมงค์กล้องจุลทรรศน์ภาพที่พวกเขากำหนดโมเลกุลได้รับการดูดซับ , แยกออกจากกันและการแพร่กระจายก่อนที่จะทำปฏิกิริยา สภาวะของปฏิกิริยาขั้นกลางคือ H2O 2 , H 2 O 2 , H 3 O 2และผลิตภัณฑ์ปฏิกิริยาสุดท้าย ( ไดเมอร์โมเลกุลของน้ำ ) หลังจากนั้นโมเลกุลของน้ำจะสลายตัวออกจากพื้นผิวของตัวเร่งปฏิกิริยา [10] [11]

พลังงานปฏิกิริยา

แผนภาพพลังงานศักย์ทั่วไปแสดงผลของตัวเร่งปฏิกิริยาในปฏิกิริยาเคมีแบบคายความร้อนสมมุติฐาน X + Y เพื่อให้ Z การมีอยู่ของตัวเร่งปฏิกิริยาจะเปิดวิถีปฏิกิริยาที่แตกต่างกัน (แสดงเป็นสีแดง) ด้วยพลังงานกระตุ้นที่ต่ำกว่า ผลลัพธ์สุดท้ายและอุณหพลศาสตร์โดยรวมเหมือนกัน

ตัวเร่งปฏิกิริยาทำงานโดยการให้ (ทางเลือก) กลไกที่เกี่ยวข้องกับการที่แตกต่างกันการเปลี่ยนสภาพและลดพลังงานกระตุ้น ดังนั้น การชนกันของโมเลกุลมากขึ้นจึงมีพลังงานที่จำเป็นในการไปถึงสถานะการเปลี่ยนแปลง ดังนั้น ตัวเร่งปฏิกิริยาสามารถเปิดใช้งานปฏิกิริยาที่มิฉะนั้นจะถูกบล็อกหรือชะลอตัวโดยอุปสรรคจลนศาสตร์ ตัวเร่งปฏิกิริยาอาจเพิ่มอัตราการเกิดปฏิกิริยาหรือหัวกะทิ หรือเปิดใช้งานปฏิกิริยาที่อุณหภูมิต่ำกว่า เอฟเฟกต์นี้สามารถแสดงได้ด้วยไดอะแกรมโปรไฟล์พลังงาน

ในปฏิกิริยาเบื้องต้นที่เร่งปฏิกิริยาตัวเร่งปฏิกิริยาจะไม่เปลี่ยนขอบเขตของปฏิกิริยา: พวกมันไม่มีผลต่อสมดุลทางเคมีของปฏิกิริยาเพราะอัตราของปฏิกิริยาไปข้างหน้าและปฏิกิริยาย้อนกลับได้รับผลกระทบทั้งคู่ (ดูเพิ่มเติมที่เทอร์โมไดนามิกส์ ) กฎข้อที่สองของอุณหพลศาสตร์อธิบายว่าทำไมตัวเร่งปฏิกิริยาที่ไม่เปลี่ยนแปลงสมดุลทางเคมีของปฏิกิริยา สมมติว่ามีตัวเร่งปฏิกิริยาที่เปลี่ยนสมดุล การแนะนำตัวเร่งปฏิกิริยาให้กับระบบจะส่งผลให้เกิดปฏิกิริยาที่จะเคลื่อนไปสู่สมดุลใหม่ซึ่งทำให้เกิดพลังงาน การผลิตพลังงานเป็นผลที่จำเป็น เนื่องจากปฏิกิริยาจะเกิดขึ้นเองตามธรรมชาติก็ต่อเมื่อเกิดพลังงานอิสระจากกิ๊บส์และหากไม่มีอุปสรรคด้านพลังงาน ก็ไม่จำเป็นต้องมีตัวเร่งปฏิกิริยา จากนั้นการขจัดตัวเร่งปฏิกิริยาจะส่งผลให้เกิดปฏิกิริยาทำให้เกิดพลังงาน กล่าวคือการเพิ่มและกระบวนการย้อนกลับ การกำจัด จะผลิตพลังงานทั้งคู่ ดังนั้น ตัวเร่งปฏิกิริยาที่สามารถเปลี่ยนสมดุลได้จะเป็นเครื่องเคลื่อนที่ถาวรซึ่งขัดแย้งกับกฎของอุณหพลศาสตร์ [12]ดังนั้น ตัวเร่งปฏิกิริยาจึงไม่เปลี่ยนแปลงค่าคงที่สมดุล (อย่างไรก็ตาม ตัวเร่งปฏิกิริยาสามารถเปลี่ยนความเข้มข้นของสมดุลได้โดยการทำปฏิกิริยาในขั้นตอนต่อมา จากนั้นจะบริโภคเมื่อปฏิกิริยาดำเนินไป และด้วยเหตุนี้ มันยังเป็นสารตั้งต้นอีกด้วย ภาพประกอบคือการไฮโดรไลซิสที่เร่งปฏิกิริยาด้วยเบสของเอสเทอร์โดยที่กรดคาร์บอกซิลิกที่ผลิตขึ้นจะทำปฏิกิริยาทันที ด้วยตัวเร่งปฏิกิริยาฐานและทำให้สมดุลของปฏิกิริยาเปลี่ยนไปทางไฮโดรไลซิส)

ตัวเร่งปฏิกิริยาทำให้สถานะการเปลี่ยนแปลงมีเสถียรภาพมากกว่าที่จะทำให้วัสดุเริ่มต้นเสถียร มันลดอุปสรรคจลนศาสตร์โดยการลดความแตกต่างของพลังงานระหว่างวัสดุเริ่มต้นและสถานะการเปลี่ยนแปลง มันไม่ได้เปลี่ยนพลังงานที่แตกต่างระหว่างวัสดุที่เริ่มต้นและผลิตภัณฑ์ (อุปสรรคทางอุณหพลศาสตร์) หรือพลังงานที่มีอยู่ (ซึ่งให้บริการโดยสภาพแวดล้อมที่เป็นความร้อนหรือแสง)

แนวคิดที่เกี่ยวข้อง

บางตัวเร่งปฏิกิริยาที่เรียกว่าจริงๆprecatalysts ตัวเร่งปฏิกิริยาจะแปลงเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาในปฏิกิริยา ตัวอย่างเช่นตัวเร่งปฏิกิริยา RhCl(PPh 3 ) 3 ของวิลกินสันจะสูญเสียลิแกนด์ไตรฟีนิลฟอสฟีนหนึ่งตัวก่อนที่จะเข้าสู่วัฏจักรตัวเร่งปฏิกิริยาที่แท้จริง Precatalysts จะง่ายต่อการจัดเก็บ แต่จะเปิดใช้งานได้อย่างง่ายดายในแหล่งกำเนิด เพราะขั้นตอนนี้ preactivation ปฏิกิริยาเร่งปฏิกิริยาหลายเกี่ยวข้องกับระยะเวลาการเหนี่ยวนำ

สารเคมีชนิดที่ปรับปรุงเร่งปฏิกิริยาจะเรียกว่าcocatalysts ( cocatalysts ) หรือผู้สนับสนุนในการเร่งปฏิกิริยาสหกรณ์

ในการเร่งปฏิกิริยาแบบควบคู่ ตัวเร่งปฏิกิริยาที่แตกต่างกันสองตัวหรือมากกว่าจะถูกรวมเข้าด้วยกันในปฏิกิริยาแบบหม้อเดียว

ในการเร่งปฏิกิริยาอัตโนมัติตัวเร่งปฏิกิริยาเป็นผลคูณของปฏิกิริยาโดยรวม ตรงกันข้ามกับตัวเร่งปฏิกิริยาประเภทอื่นๆ ทั้งหมดที่พิจารณาในบทความนี้ ตัวอย่างที่ง่ายที่สุดของปฏิกิริยาอัตโนมัติคือปฏิกิริยาประเภท A + B → 2 B ในหนึ่งขั้นตอนหรือหลายขั้นตอน ปฏิกิริยาโดยรวมเป็นเพียง A → B ดังนั้น B จึงเป็นผลิตภัณฑ์ แต่เนื่องจาก B เป็นสารตั้งต้นด้วย มันจึงอาจมีอยู่ในสมการอัตราและส่งผลต่ออัตราการเกิดปฏิกิริยา เมื่อปฏิกิริยาดำเนินไป ความเข้มข้นของ B จะเพิ่มขึ้นและสามารถเร่งปฏิกิริยาเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาได้ ปฏิกิริยาจะเร่งตัวเองหรือเร่งปฏิกิริยาอัตโนมัติ ตัวอย่างคือจองจำนั้นเอสเตอร์เช่นแอสไพรินกับกรดคาร์บอกซิและเครื่องดื่มแอลกอฮอล์ ในกรณีที่ไม่มีตัวเร่งปฏิกิริยากรดเพิ่มเติม ผลิตภัณฑ์กรดคาร์บอกซิลิกจะเร่งปฏิกิริยาไฮโดรไลซิส

การจำแนกประเภท

ตัวเร่งปฏิกิริยาอาจจัดเป็นเนื้อเดียวกันหรือต่างกันก็ได้ เร่งปฏิกิริยาที่เป็นเนื้อเดียวกันเป็นหนึ่งที่มีส่วนประกอบจะแยกย้ายกันไปในระยะเดียวกัน (โดยปกติจะเป็นก๊าซหรือของเหลว) เป็นสารตั้งต้นของโมเลกุล ปฏิกิริยาทางเคมีที่แตกต่างกันเป็นหนึ่งในส่วนประกอบที่เกิดปฏิกิริยาไม่ได้อยู่ในขั้นตอนเดียวกัน เอนไซม์และตัวเร่งปฏิกิริยาทางชีวภาพอื่นๆ มักถูกจัดอยู่ในประเภทที่สาม หลักการทางกลไกที่คล้ายคลึงกันนำไปใช้กับการเร่งปฏิกิริยาที่แตกต่างกัน เป็นเนื้อเดียวกัน และปฏิกิริยาทางชีวภาพ

โครงสร้างโมเลกุลขนาดเล็กของ ซีโอไลต์ ZSM-5 ถูกใช้เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาที่ใช้ในโรงกลั่น
ซีโอไลต์ถูกอัดรีดเป็นเม็ดเพื่อให้ง่ายต่อการจัดการในเครื่องปฏิกรณ์ตัวเร่งปฏิกิริยา

ตัวเร่งปฏิกิริยาที่แตกต่างกันทำในสิ่งที่แตกต่างกันขั้นตอนกว่าสารตั้งต้น ตัวเร่งปฏิกิริยาที่แตกต่างกันส่วนใหญ่จะเป็นของแข็งที่ทำหน้าที่บนพื้นผิวในของเหลวหรือก๊าซผสมปฏิกิริยา ตัวเร่งปฏิกิริยาที่แตกต่างกันที่สำคัญ ได้แก่ซีโอไลต์ , อลูมินา , [13]ออกไซด์อันดับสูงกว่า กราไฟท์คาร์บอนออกไซด์ของโลหะทรานซิชัน โลหะเช่นนิกเกิล Raneyสำหรับการเติมไฮโดรเจน และวาเนเดียม (V) ออกไซด์สำหรับออกซิเดชันของซัลเฟอร์ไดออกไซด์เป็นซัลเฟอร์ไตรออกไซด์โดยสิ่งที่เรียกว่าขั้นตอนการติดต่อ [14]

กลไกการเกิดปฏิกิริยาที่หลากหลายบนพื้นผิวเป็นที่ทราบกันดีอยู่แล้ว ขึ้นอยู่กับว่าการดูดซับเกิดขึ้นได้อย่างไร ( Langmuir-Hinshelwood , Eley-Ridealและ Mars- van Krevelen ) [15]พื้นที่ผิวทั้งหมดของของแข็งมีผลอย่างมากต่ออัตราการเกิดปฏิกิริยา ขนาดอนุภาคของตัวเร่งปฏิกิริยาที่เล็กกว่า พื้นที่ผิวที่ใหญ่กว่าสำหรับมวลของอนุภาคที่กำหนด

ตัวเร่งปฏิกิริยาต่างกันมีไซต์แอคทีฟ ซึ่งเป็นอะตอมหรือหน้าคริสตัลที่เกิดปฏิกิริยาขึ้นจริง ไซต์แอคทีฟอาจเป็นพื้นผิวโลหะที่สัมผัสระนาบ ขอบคริสตัลที่มีความจุโลหะที่ไม่สมบูรณ์ หรือส่วนผสมที่ซับซ้อนของทั้งสอง ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับกลไก ดังนั้น ไม่เพียงแต่ปริมาตรส่วนใหญ่เท่านั้น แต่ยังรวมถึงพื้นผิวส่วนใหญ่ของตัวเร่งปฏิกิริยาที่ต่างกันด้วยอาจไม่ทำงานเชิงเร่งปฏิกิริยาด้วย การค้นหาธรรมชาติของไซต์ที่ทำงานอยู่นั้นจำเป็นต้องมีการวิจัยที่ท้าทายทางเทคนิค ดังนั้น การวิจัยเชิงประจักษ์เพื่อค้นหาส่วนผสมโลหะใหม่สำหรับตัวเร่งปฏิกิริยายังคงดำเนินต่อไป

ยกตัวอย่างเช่นในกระบวนการ Haberแบ่งประณีตเหล็กทำหน้าที่เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาสำหรับการสังเคราะห์ที่แอมโมเนียจากไนโตรเจนและไฮโดรเจน ก๊าซที่ ทำปฏิกิริยาจะดูดซับไปยังไซต์ที่ทำงานบนอนุภาคเหล็ก เมื่อดูดซับทางกายภาพแล้ว รีเอเจนต์จะได้รับเคมีดูดซับซึ่งส่งผลให้เกิดการแยกตัวออกเป็นสปีชีส์อะตอมที่ถูกดูดซับ และพันธะใหม่ระหว่างชิ้นส่วนที่เป็นผลลัพธ์ก่อตัวขึ้นในส่วนหนึ่งเนื่องจากความใกล้ชิดของพวกมัน [ จำเป็นต้องอ้างอิง ]ด้วยวิธีนี้พันธะสามที่แข็งแกร่งโดยเฉพาะอย่างยิ่งในไนโตรเจนจะแตกออก ซึ่งจะเป็นเรื่องผิดปกติอย่างมากในเฟสของก๊าซ เนืองจากพลังงานกระตุ้นที่สูง ดังนั้นพลังงานกระตุ้นของปฏิกิริยาโดยรวมจึงลดลงและอัตราการเกิดปฏิกิริยาเพิ่มขึ้น [ ต้องการอ้างอิง ]สถานที่ที่เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาที่แตกต่างกันถูกนำมาใช้ก็คือในการเกิดออกซิเดชันของซัลเฟอร์ไดออกไซด์ในวานาเดียม (V) ออกไซด์สำหรับการผลิตกรดกำมะถัน [14]

โดยทั่วไปแล้ว ตัวเร่งปฏิกิริยาที่ต่างกันจะ " ได้รับการสนับสนุน " ซึ่งหมายความว่าตัวเร่งปฏิกิริยาจะกระจายตัวบนวัสดุที่สองซึ่งช่วยเพิ่มประสิทธิภาพหรือลดต้นทุนของตัวเร่งปฏิกิริยา รองรับการป้องกันหรือลดการเกาะตัวเป็นก้อนและการเผาผนึกอนุภาคตัวเร่งปฏิกิริยาขนาดเล็ก เผยให้เห็นพื้นที่ผิวมากขึ้น ดังนั้นตัวเร่งปฏิกิริยาจะมีกิจกรรมเฉพาะที่สูงกว่า (ต่อกรัม) บนตัวรองรับ บางครั้งการรองรับเป็นเพียงพื้นผิวที่ตัวเร่งปฏิกิริยาถูกกระจายเพื่อเพิ่มพื้นที่ผิว บ่อยครั้งที่การสนับสนุนและตัวเร่งปฏิกิริยาโต้ตอบซึ่งส่งผลต่อปฏิกิริยาตัวเร่งปฏิกิริยา ตัวรองรับยังสามารถใช้ในการสังเคราะห์อนุภาคนาโนได้ด้วยการจัดหาตำแหน่งสำหรับโมเลกุลแต่ละตัวของตัวเร่งปฏิกิริยาเพื่อจับตัวกันทางเคมี รองรับเป็นวัสดุที่มีรูพรุนมีพื้นที่ผิวสูงมากที่สุดอลูมิเนียม , ซีโอไลท์หรือชนิดของถ่าน สนับสนุนความเชี่ยวชาญ ได้แก่ซิลิคอนไดออกไซด์ , ไทเทเนียมไดออกไซด์ , แคลเซียมคาร์บอเนตและแบเรียมซัลเฟต [ ต้องการการอ้างอิง ]

ในปฏิกิริยาของสารละลาย ตัวเร่งปฏิกิริยาต่างกันสามารถละลายได้โดยการละลาย

ตัวเร่งปฏิกิริยาต่างกันจำนวนมากในความเป็นจริงเป็นวัสดุนาโน ตัวเร่งปฏิกิริยาที่ใช้วัสดุนาโนที่มีกิจกรรมของเอนไซม์เลียนแบบรวมกันเรียกว่าเป็นnanozymes [16]

ตัวเร่งปฏิกิริยาไฟฟ้า

ในบริบทของเคมีไฟฟ้าโดยเฉพาะอย่างยิ่งในด้านวิศวกรรมเซลล์เชื้อเพลิงตัวเร่งปฏิกิริยาที่ประกอบด้วยโลหะหลายชนิดถูกนำมาใช้เพื่อเพิ่มอัตราของปฏิกิริยาครึ่งหนึ่งที่ประกอบรวมด้วยเซลล์เชื้อเพลิง Electrocatalyst ของเซลล์เชื้อเพลิงทั่วไปชนิดหนึ่งขึ้นอยู่กับอนุภาคนาโนของแพลตตินัมที่รองรับอนุภาคคาร์บอนขนาดใหญ่กว่าเล็กน้อย เมื่อสัมผัสกับหนึ่งในขั้วไฟฟ้าในเซลล์เชื้อเพลิง, ทองคำขาวนี้เพิ่มอัตราของออกซิเจนลดลงอย่างใดอย่างหนึ่งลงไปในน้ำหรือไฮดรอกไซหรือไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์

ตัวเร่งปฏิกิริยาที่เป็นเนื้อเดียวกันทำงานในเฟสเดียวกับสารตั้งต้น โดยทั่วไปแล้วตัวเร่งปฏิกิริยาที่เป็นเนื้อเดียวกันจะละลายในตัวทำละลายกับพื้นผิว ตัวอย่างหนึ่งของการเร่งปฏิกิริยาที่เป็นเนื้อเดียวกันเกี่ยวข้องกับอิทธิพลของH +บนesterificationของกรดคาร์บอกซิเช่นการก่อตัวของเมธิลอะซิเตทจากกรดอะซิติกและเมทานอล [17]กระบวนการปริมาณสูงต้องใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาที่เป็นเนื้อเดียวกัน ได้แก่ไฮโดรฟ , hydrosilylation , hydrocyanation สำหรับนักเคมีอนินทรีปฏิกิริยาทางเคมีที่เป็นเนื้อเดียวกันมักจะตรงกันกับตัวเร่งปฏิกิริยาเคมีที่มีพันธะ [18]ตัวเร่งปฏิกิริยาที่เป็นเนื้อเดียวกันหลายคน แต่ไม่ได้มีพันธะแสดงโดยการใช้เกลือโคบอลต์ที่กระตุ้นการเกิดออกซิเดชันของP-ไซลีนเพื่อกรด Terephthalic

Organocatalysiscat

ในขณะที่โลหะทรานซิชันบางครั้งดึงดูดความสนใจส่วนใหญ่ในการศึกษาการเร่งปฏิกิริยา โมเลกุลอินทรีย์ขนาดเล็กที่ไม่มีโลหะก็สามารถแสดงคุณสมบัติของตัวเร่งปฏิกิริยาได้เช่นกัน ดังที่เห็นได้ชัดจากข้อเท็จจริงที่ว่าเอนไซม์จำนวนมากไม่มีโลหะทรานซิชัน โดยทั่วไป ตัวเร่งปฏิกิริยาอินทรีย์ต้องการโหลดที่สูงกว่า (ปริมาณตัวเร่งปฏิกิริยาต่อหน่วยปริมาณของสารตั้งต้น แสดงเป็นปริมาณโมล ของสาร ) มากกว่าตัวเร่งปฏิกิริยาที่ใช้โลหะทรานซิชัน (-ไอออน) แต่ตัวเร่งปฏิกิริยาเหล่านี้มักจะมีจำหน่ายในเชิงพาณิชย์ในปริมาณมาก ซึ่งช่วยลด ค่าใช้จ่าย ในช่วงต้นทศวรรษ 2000 ออร์กาโนคาตาไลต์เหล่านี้ถือเป็น "คนรุ่นใหม่" และมีความสามารถในการแข่งขันกับตัวเร่งปฏิกิริยาที่ประกอบด้วยโลหะ (-ไอออน) แบบดั้งเดิม Organocatalysts ควรจะทำงานคล้ายกับเอนไซม์โลหะฟรีใช้ปฏิสัมพันธ์เช่นที่ไม่ใช่โควาเลนต์เช่นพันธะไฮโดรเจน organocatalysis วินัยแบ่งในการประยุกต์ใช้โควาเลนต์ (เช่นโพรลีน , DMAP ) และไม่ใช่โควาเลนต์ (เช่นthiourea organocatalysis ) organocatalysts หมายถึง catalyst- แนะนำสารตั้งต้น ที่มีผลผูกพันและการมีปฏิสัมพันธ์ตามลำดับ

โฟโตคะตาลิสต์

โฟโตคะตาไลซิสเป็นปรากฏการณ์ที่ตัวเร่งปฏิกิริยาสามารถรับแสงได้ (เช่น แสงที่มองเห็นได้) เลื่อนระดับให้อยู่ในสถานะตื่นเต้น จากนั้นผ่านระบบระหว่างระบบข้ามกับวัสดุตั้งต้น กลับสู่สถานะพื้นดินโดยไม่บริโภค สภาวะที่ตื่นเต้นของวัสดุตั้งต้นจะเกิดปฏิกิริยาซึ่งปกติแล้วจะไม่สามารถทำได้หากได้รับแสงสว่างโดยตรง ตัวอย่างเช่นออกซิเจนเสื้อกล้ามมักจะผลิตโดยโฟโตคะตาไลซิส โฟโตคะนอกจากนี้ยังมีส่วนผสมหลักในเซลล์แสงอาทิตย์ชนิดสีย้อมไวแสง

เอนไซม์และตัวเร่งปฏิกิริยาทางชีวภาพ

ในชีววิทยาเอนไซม์เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาโปรตีนที่อยู่ในการเผาผลาญอาหารและcatabolism เอนไซม์ส่วนใหญ่เป็นเอนไซม์ แต่เรียนที่ไม่ใช่โปรตีนอื่น ๆ ของสารชีวโมเลกุลยังแสดงคุณสมบัติการเร่งปฏิกิริยารวมทั้งribozymesและสังเคราะห์deoxyribozymes (19)

ตัวเร่งปฏิกิริยาทางชีวภาพสามารถคิดได้ว่าเป็นตัวกลางระหว่างตัวเร่งปฏิกิริยาที่เป็นเนื้อเดียวกันและตัวเร่งปฏิกิริยาต่างกัน แม้ว่าเอนไซม์ที่ละลายน้ำได้ซึ่งพูดอย่างเคร่งครัดจะเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาที่เป็นเนื้อเดียวกันและเอนไซม์ที่จับกับเมมเบรนต่างกัน มีหลายปัจจัยที่ส่งผลต่อการทำงานของเอนไซม์ (และตัวเร่งปฏิกิริยาอื่นๆ) รวมถึงอุณหภูมิ pH ความเข้มข้นของเอนไซม์ สารตั้งต้น และผลิตภัณฑ์ รีเอเจนต์ที่สำคัญอย่างยิ่งในปฏิกิริยาของเอนไซม์คือน้ำ ซึ่งเป็นผลคูณของปฏิกิริยาสร้างพันธะจำนวนมากและสารตั้งต้นในกระบวนการทำลายพันธะต่างๆ

ในbiocatalysisเอนไซม์ที่ใช้ในการเตรียมสารเคมีสินค้าจำนวนมากรวมทั้งน้ำเชื่อมข้าวโพดสูงฟรักโทสและริลาไมด์

โมโนโคลนอลแอนติบอดีบางตัวที่มีเป้าหมายการจับเป็นโมเลกุลที่เสถียรซึ่งคล้ายกับสถานะการเปลี่ยนแปลงของปฏิกิริยาเคมีสามารถทำหน้าที่เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาที่อ่อนแอสำหรับปฏิกิริยาเคมีนั้นโดยการลดพลังงานกระตุ้นของมัน (20)แอนติบอดีเร่งปฏิกิริยาดังกล่าวบางครั้งเรียกว่า " แอ๊บไซม์ "

ซ้าย: น้ำตาลก้อนคาราเมลบางส่วน , ขวา: เผาน้ำตาลก้อนด้วยขี้เถ้าเป็นตัวเร่งปฏิกิริยา
หลอด Ti-Cr-Pt (ยาวประมาณ 40 ไมโครเมตร) จะปล่อยฟองอากาศออกซิเจนเมื่อแช่ใน ไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ (ผ่านการสลายตัวของตัวเร่งปฏิกิริยา) ก่อตัวเป็น ปั๊มขนาดเล็ก [21]

ประมาณการว่า 90% ของผลิตภัณฑ์เคมีที่ผลิตในเชิงพาณิชย์ทั้งหมดเกี่ยวข้องกับตัวเร่งปฏิกิริยาในบางขั้นตอนของกระบวนการผลิต [22]ในปี 2548 กระบวนการเร่งปฏิกิริยาสร้างผลิตภัณฑ์ประมาณ 9 แสนล้านดอลลาร์ทั่วโลก [23] ตัวเร่งปฏิกิริยาเป็นที่แพร่หลายมากจนไม่สามารถจำแนกพื้นที่ย่อยได้อย่างง่ายดาย สำรวจพื้นที่ที่มีความเข้มข้นเฉพาะบางส่วนด้านล่าง

การประมวลผลพลังงาน

การกลั่นปิโตรเลียมทำให้ใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาอย่างเข้มข้นสำหรับอัลคิเลชั่นการแตกตัวเร่งปฏิกิริยา (การแยกไฮโดรคาร์บอนที่มีสายยาวเป็นชิ้นเล็ก ๆ ) การปฏิรูปแนฟทาและการปฏิรูปไอน้ำ (การแปลงไฮโดรคาร์บอนเป็นก๊าซสังเคราะห์ ) แม้แต่ไอเสียจากการเผาไหม้เชื้อเพลิงฟอสซิลก็ยังได้รับการบำบัดด้วยตัวเร่งปฏิกิริยา: ตัวเร่งปฏิกิริยาซึ่งโดยทั่วไปจะประกอบด้วยแพลตตินั่มและโรเดียมทำลายผลพลอยได้ที่เป็นอันตรายกว่าบางส่วนจากไอเสียรถยนต์

2 CO + 2 NO → 2 CO 2 + N 2

สำหรับเชื้อเพลิงสังเคราะห์ กระบวนการที่เก่าแก่แต่ยังคงมีความสำคัญคือการสังเคราะห์ไฮโดรคาร์บอนจากFischer-Tropschจากก๊าซสังเคราะห์ซึ่งตัวมันเองถูกประมวลผลผ่านปฏิกิริยาการเปลี่ยนถ่ายแก๊สน้ำเร่งด้วยเหล็ก ไบโอดีเซลและเชื้อเพลิงชีวภาพที่เกี่ยวข้องต้องผ่านกระบวนการทั้งทางอนินทรีย์และตัวเร่งปฏิกิริยาทางชีวภาพ

เซลล์เชื้อเพลิงอาศัยตัวเร่งปฏิกิริยาสำหรับปฏิกิริยาทั้งขั้วบวกและขั้วลบ

เครื่องทำความร้อนแบบเร่งปฏิกิริยาสร้างความร้อนไร้เปลวไฟจากการจัดหาเชื้อเพลิงที่ติดไฟได้

สารเคมีจำนวนมาก Bulk

บางส่วนของสารเคมีขนาดใหญ่ที่สุดที่มีการผลิตผ่านการเร่งปฏิกิริยาออกซิเดชันมักจะใช้ออกซิเจน ตัวอย่าง ได้แก่กรดไนตริก (จากแอมโมเนีย) กรดซัลฟิวริก (จากซัลเฟอร์ไดออกไซด์ถึงซัลเฟอร์ไตรออกไซด์โดยกระบวนการสัมผัส ) กรดเทเรฟทาลิกจากพี-ไซลีนกรดอะคริลิกจากโพรเพนหรือโพรเพนและอะคริโลไนไทรล์จากโพรเพนและแอมโมเนีย [24]

การผลิตแอมโมเนียเป็นหนึ่งในกระบวนการที่ใหญ่ที่สุดและใช้พลังงานมากที่สุด ในกระบวนการ Haber ไนโตรเจนจะรวมกับไฮโดรเจนเหนือตัวเร่งปฏิกิริยาเหล็กออกไซด์ [25] เมทานอลเตรียมจากคาร์บอนมอนอกไซด์หรือคาร์บอนไดออกไซด์ แต่ใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาทองแดง-สังกะสี

โพลีเมอจำนวนมากมาจากเอทิลีนและโพรพิลีนมักจะมีการจัดทำผ่านZiegler-Natta ปฏิกิริยาทางเคมี Polyesters, polyamides และisocyanatesจะได้มาผ่านกรดเบสปฏิกิริยาทางเคมี

ส่วนใหญ่carbonylationกระบวนการต้องใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาโลหะตัวอย่าง ได้แก่Monsanto กระบวนการกรดอะซิติกและไฮโดรฟ

สารเคมีที่ดี Fine

สารเคมีชั้นดีจำนวนมากถูกเตรียมโดยใช้ตัวเร่งปฏิกิริยา รวมถึงวิธีการของอุตสาหกรรมหนักและกระบวนการเฉพาะทางที่อาจมีราคาแพงมากในขนาดใหญ่ ตัวอย่างเช่นปฏิกิริยา Heckและปฏิกิริยาเฟรย์-หัตถกรรม เนื่องจากสารประกอบออกฤทธิ์ทางชีวภาพส่วนใหญ่เป็นchiralยาหลายชนิดจึงถูกผลิตขึ้นโดยตัวเร่งปฏิกิริยา enantioselective (ตัวเร่งปฏิกิริยาไม่สมมาตรสังเคราะห์ ).(R)-1,2-Propandiol ซึ่งเป็นสารตั้งต้นของlevofloxacin ที่ต้านเชื้อแบคทีเรียสามารถสังเคราะห์ได้อย่างมีประสิทธิภาพจากไฮดรอกซีอะซีโตนโดยใช้ไฮโดรเจนเนชันแบบอสมมาตรของโนโยริ: [26]

levofloxaxin synthesis

กระบวนการทำอาหาร

หนึ่งของการใช้งานที่ชัดเจนที่สุดของการเร่งปฏิกิริยาเป็นhydrogenation (ทำปฏิกิริยากับไฮโดรเจนก๊าซ) ของไขมันโดยใช้นิกเกิลตัวเร่งปฏิกิริยาในการผลิตเนยเทียม (27)อาหารอื่นๆ มากมายถูกเตรียมโดยวิธี biocatalysis (ดูด้านล่าง)

สิ่งแวดล้อม

ตัวเร่งปฏิกิริยาส่งผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมโดยการเพิ่มประสิทธิภาพของกระบวนการทางอุตสาหกรรม แต่ตัวเร่งปฏิกิริยาก็มีบทบาทโดยตรงต่อสิ่งแวดล้อมเช่นกัน เป็นตัวอย่างที่น่าสังเกตคือบทบาทเร่งปฏิกิริยาของคลอรีน อนุมูลอิสระในรายละเอียดของโอโซน อนุมูลเหล่านี้จะเกิดขึ้นจากการกระทำของรังสีอัลตราไวโอเลต รังสีในchlorofluorocarbons (CFCs)

Cl · + O 3 → ClO · + O 2
ClO · + O · → Cl · + O 2

โดยทั่วไป[28]สิ่งใดก็ตามที่เพิ่มอัตราของกระบวนการคือ "ตัวเร่งปฏิกิริยา" ซึ่งเป็นคำที่มาจากภาษากรีก καταλύεινซึ่งหมายถึง "ยกเลิก" หรือ "ปลดเปลื้อง" หรือ "หยิบขึ้นมา" แนวความคิดของการเร่งปฏิกิริยาถูกคิดค้นโดยนักเคมีElizabeth Fulhameและอธิบายไว้ในหนังสือปี 1794 โดยอิงจากผลงานใหม่ของเธอในการทดลองลดการเกิดออกซิเดชัน [29] [30]ปฏิกิริยาเคมีครั้งแรกในเคมีอินทรีย์ที่ใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาได้รับการศึกษาในปี พ.ศ. 2354 โดยGottlieb Kirchhoffผู้ค้นพบการเปลี่ยนแป้งเป็นกลูโคสด้วยกรดเร่งปฏิกิริยา ภายหลังใช้คำว่าcatalysisโดยJöns Jakob Berzeliusในปี ค.ศ. 1835 [31]เพื่ออธิบายปฏิกิริยาที่เร่งโดยสารที่ยังคงไม่เปลี่ยนแปลงหลังจากเกิดปฏิกิริยา Fulhameซึ่งเกิดก่อน Berzelius ทำงานกับน้ำเมื่อเทียบกับโลหะในการทดลองการลดของเธอ [32]นักเคมีคนอื่น ๆ ในศตวรรษที่ 18 ที่ทำงานในการเร่งปฏิกิริยาคือEilhard Mitscherlich [33]ซึ่งเรียกว่ากระบวนการติดต่อและJohann Wolfgang Döbereiner [34] [35]ผู้พูดถึงการดำเนินการติดต่อ เขาได้พัฒนาตะเกียงของโดเบอไรเนอร์ซึ่งเป็นไฟแช็กที่มีไฮโดรเจนและฟองน้ำทองคำขาวซึ่งประสบความสำเร็จในเชิงพาณิชย์ในช่วงทศวรรษที่ 1820 ซึ่งยังคงมีอยู่จนถึงทุกวันนี้ Humphry Davyค้นพบการใช้ทองคำขาวในการเร่งปฏิกิริยา [36]ในยุค 1880 วิลเฮล์ม ออสต์วาลด์แห่งมหาวิทยาลัยไลพ์ซิกได้เริ่มการตรวจสอบอย่างเป็นระบบเกี่ยวกับปฏิกิริยาที่เร่งปฏิกิริยาด้วยการมีอยู่ของกรดและเบส และพบว่าปฏิกิริยาเคมีเกิดขึ้นในอัตราที่จำกัดและอัตราเหล่านี้สามารถนำมาใช้เพื่อกำหนดจุดแข็งของ กรดและเบส สำหรับงานนี้ Ostwald ได้รับรางวัล 1909 รางวัลโนเบลสาขาเคมี [37] วลาดิมีร์ อิปาตีฟฟ์ทำปฏิกิริยาในระดับอุตสาหกรรมที่เก่าแก่ที่สุด รวมทั้งการค้นพบและการค้าของโอลิโกเมอไรเซชันและการพัฒนาตัวเร่งปฏิกิริยาสำหรับไฮโดรจิเนชัน [38]

สารเพิ่มเติมที่ลดอัตราการเกิดปฏิกิริยาคือตัวยับยั้งปฏิกิริยาหากย้อนกลับได้และเป็นพิษของตัวเร่งปฏิกิริยาหากไม่สามารถย้อนกลับได้ [1]โปรโมเตอร์คือสารที่เพิ่มกิจกรรมการเร่งปฏิกิริยา แม้ว่าจะไม่ใช่ตัวเร่งปฏิกิริยาด้วยตัวเองก็ตาม [39]

สารยับยั้งบางครั้งเรียกว่า "ตัวเร่งปฏิกิริยาเชิงลบ" เนื่องจากลดอัตราการเกิดปฏิกิริยา [40]อย่างไรก็ตาม ควรใช้คำว่าตัวยับยั้ง เนื่องจากพวกมันไม่ทำงานโดยการแนะนำเส้นทางปฏิกิริยาที่มีพลังงานกระตุ้นที่สูงกว่า สิ่งนี้จะไม่ลดอัตราเนื่องจากปฏิกิริยาจะยังคงเกิดขึ้นโดยเส้นทางที่ไม่เร่งปฏิกิริยา แต่พวกมันทำหน้าที่โดยการปิดใช้งานตัวเร่งปฏิกิริยาหรือโดยการเอาตัวกลางของปฏิกิริยาออก เช่น อนุมูลอิสระ [40] [6]ในการเร่งปฏิกิริยาที่ต่างกันการโค้กยับยั้งตัวเร่งปฏิกิริยา ซึ่งเคลือบด้วยผลิตภัณฑ์ด้านโพลีเมอร์

สารยับยั้งอาจปรับเปลี่ยนการเลือกนอกเหนือจากอัตรา ตัวอย่างเช่น ในการลดแอลไคน์เป็นอัลคีน สามารถใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาแพลเลเดียม (Pd) ส่วนหนึ่ง "เป็นพิษ" ด้วยตะกั่ว(II) อะซิเตท (Pb(CH 3 CO 2 ) 2 ) ได้ [41]โดยไม่เสื่อมสภาพของตัวเร่งปฏิกิริยาที่คีนที่ผลิตจะลดลงต่อไปเคน [42] [43]

สารยับยั้งสามารถสร้างผลกระทบนี้ได้โดยการเลือกพิษเฉพาะบางประเภทของแอคทีฟไซต์ กลไกอีกประการหนึ่งคือการดัดแปลงเรขาคณิตพื้นผิว ตัวอย่างเช่น ในการดำเนินการไฮโดรจิเนชัน ระนาบขนาดใหญ่ของพื้นผิวโลหะทำหน้าที่เป็นตำแหน่งเร่งปฏิกิริยาของไฮโดรจิโนไลซิสในขณะที่ไซต์ที่เร่งปฏิกิริยาไฮโดรจิเนชันของสารที่ไม่อิ่มตัวจะมีขนาดเล็กกว่า ดังนั้น พิษที่ปกคลุมพื้นผิวแบบสุ่มมักจะลดจำนวนเครื่องบินขนาดใหญ่ที่ไม่มีการปนเปื้อน แต่ปล่อยให้ไซต์ที่มีขนาดเล็กกว่าตามสัดส่วนเป็นอิสระ ดังนั้นจึงเปลี่ยนการเลือกไฮโดรจิเนชันเทียบกับการเลือกไฮโดรจิโนไลซิส กลไกอื่น ๆ อีกมากมายก็เป็นไปได้เช่นกัน

โปรโมเตอร์สามารถปกปิดพื้นผิวเพื่อป้องกันการผลิตเสื่อโค้ก หรือแม้แต่นำวัสดุดังกล่าวออก (เช่น รีเนียมบนแพลตตินัมในการทำแท่น ) สามารถช่วยกระจายตัวเร่งปฏิกิริยาหรือจับกับรีเอเจนต์

  1. ^ a b "ตัวเร่งปฏิกิริยา" . IUPAC บทสรุปของคำศัพท์ทางเคมี . อ็อกซ์ฟอร์ด: สิ่งพิมพ์ทางวิทยาศาสตร์ของแบล็กเวลล์ 2552. ดอย : 10.1351/goldbook.C00876 . ISBN 978-0-9678550-9-7.
  2. ^ Masel, Richard I. (2001)จลนพลศาสตร์เคมีและการเร่งปฏิกิริยา . Wiley-Interscience, นิวยอร์ก ไอเอสบีเอ็น 0-471-24197-0 .
  3. ^ 7 สิ่งที่คุณอาจไม่รู้เกี่ยวกับการเร่งปฏิกิริยา Louise Lerner, Argonne National Laboratory (2011)
  4. ^ "รายงานการตลาด: ตลาดตัวเร่งปฏิกิริยาทั่วโลก" (ฉบับที่ 2) ข่าวกรองตลาด Acmite
  5. ^ "จีนี่ในขวด" . มหาวิทยาลัยมินนิโซตา . 2005-03-02. เก็บถาวรจากต้นฉบับเมื่อ 2008-04-05
  6. อรรถเป็น Laidler, KJ และ Meiser, JH (1982) เคมีเชิงฟิสิกส์ , Benjamin/Cummings, p. 425. ไอเอสบีเอ็น 0-618-12341-5 .
  7. ^ เลดเลอร์, คีธ เจ.; ไมเซอร์, จอห์น เอช. (1982). เคมีเชิงฟิสิกส์ . เบนจามิน/คัมมิงส์. น. 424–425. ISBN 0-8053-5682-7.
  8. ^ แอตกินส์, ปีเตอร์; เดอ เปาลา, ฮูลิโอ (2006). เคมีเชิงฟิสิกส์ของแอตกินส์ (ฉบับที่ 8) WHฟรีแมน. หน้า 839. ISBN 0-7167-8759-8.
  9. ^ สไตน์เฟลด์, เจฟฟรีย์ฉัน.; ฟรานซิสโก, โจเซฟ เอส.; ฮาส, วิลเลียม แอล. (1999). จลนพลศาสตร์เคมีและพลศาสตร์ (ฉบับที่ 2) ศิษย์ฮอลล์. หน้า 147–150. ISBN 0-13-737123-3. ความเข้มข้นของตัวเร่งปฏิกิริยา [C] ปรากฏในนิพจน์อัตรา แต่ไม่ปรากฏในอัตราส่วนสมดุล
  10. ^ จาโคบี มิทช์ (16 กุมภาพันธ์ 2552) "ทำน้ำทีละขั้นตอน" . & วิศวกรรมเคมีข่าว หน้า 10.
  11. ^ Matthiesen J, Wendt S, Hansen JØ, Madsen GK, Lira E, Galliker P, Vestergaard EK, Schaub R, Laegsgaard E, Hammer B, Besenbacher F (2009) "การสังเกตขั้นตอนขั้นกลางทั้งหมดของปฏิกิริยาเคมีบนพื้นผิวออกไซด์โดยการสแกนด้วยกล้องจุลทรรศน์แบบอุโมงค์" เอซีเอสนาโน 3 (3): 517–26. CiteSeerX  10.1.1.711.974 . ดอย : 10.1021/nn8008245 . ISSN  1520-605X . PMID  19309169 .
  12. ^ โรเบิร์ต AJB (1970)การเร่งปฏิกิริยาของปฏิกิริยาแก๊สจากโลหะ โลโก้กด ลอนดอน
  13. ^ ชาฟิก, อิกราช; ชาฟิเก, สุเมียร์; อัคเตอร์, ปาร์วีน; หยาง เหวินซู่; ฮุสเซน, มูริด (2020-06-23). "การพัฒนาล่าสุดในอลูมิเนียมได้รับการสนับสนุนตัวเร่งปฏิกิริยา hydrodesulfurization สำหรับการผลิตของกำมะถันฟรีผลิตภัณฑ์โรงกลั่น: การตรวจสอบทางเทคนิค" ความคิดเห็นเกี่ยวกับการเร่งปฏิกิริยา 0 : 1–86. ดอย : 10.1080/01614940.2020.1780824 . ISSN  0161-4940 .
  14. ^ Housecroft, แคทเธอรีนอี.; ชาร์ป, อลัน จี. (2005). เคมีอนินทรีย์ (ฉบับที่ 2) เพียร์สัน เพรนทิซ-ฮอลล์ หน้า 805. ISBN 0130-39913-2.
  15. ^ Knözingerเฮลมุทและ Kochloefl คาร์ล (2002) "วิวิธการเร่งปฏิกิริยาและตัวเร่งปฏิกิริยาของแข็ง" ในอูลแมนน์ของสารานุกรมเคมีอุตสาหกรรม , Wiley-VCH, Weinheim ดอย : 10.1002/14356007.a05_313
  16. ^ เหว่ย ฮุ่ย; วัง, เอ้อคัง (2013-06-21). "วัสดุนาโนที่มีลักษณะเหมือนเอนไซม์ (นาโนไซม์): เอ็นไซม์เทียมรุ่นต่อไป". ความคิดเห็นเกี่ยวกับสมาคมเคมี 42 (14): 6060–93 ดอย : 10.1039/C3CS35486E . ISSN  1460-4744 . PMID  23740388 .
  17. ^ Behr, Arno (2002) "สารประกอบออร์กาโนเมทัลลิกและการเร่งปฏิกิริยาที่เป็นเนื้อเดียวกัน" ใน Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry , Wiley-VCH, Weinheim ดอย : 10.1002/14356007.a18_215
  18. ^ Elschenbroich, C. (2006)โลหะอินทรีย์ Wiley-VCH: ไวน์ไฮม์ ไอ 978-3-527-29390-2
  19. ^ เนลสัน, DL และค็อกซ์, เอ็มเอ็ม (2000) Lehninger หลักการชีวเคมี 3 เอ็ด มูลค่าการพิมพ์: นิวยอร์ก ไอ 1-57259-153-6 .
  20. ^ ตัวเร่งปฏิกิริยาแอนติบอดีอธิบายอย่างง่าย Documentroot.com (2010-03-06). สืบค้นเมื่อ 2015-11-11.
  21. ^ Solovev, อเล็กซานเดอร์เอ.; ซานเชซ, ซามูเอล; เหมย หย่งเฟิง; ชมิดท์, โอลิเวอร์ จี. (2011). "พริ้งเร่งปฏิกิริยาท่อไมโครปั๊มดำเนินงานที่มีความเข้มข้นต่ำของไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์" (PDF) ฟิสิกส์เคมี ฟิสิกส์เคมี . 13 (21): 10131–35. Bibcode : 2011PCCP...1310131S . ดอย : 10.1039/C1CP20542K . PMID  21505711 .
  22. ^ "ตระหนักถึงสิ่งที่ดีที่สุดในนวัตกรรม: ตัวเร่งปฏิกิริยาที่ก้าวล้ำ" นิตยสาร R&D , กันยายน 2548, p. 20.
  23. ^ 1.4.3 กระบวนการประสิทธิภาพ Iindustrial เก็บไว้ 2008/05/17 ที่เครื่อง Wayback Climatetechnology.gov
  24. ^ Knözinger, เฮลมุท; คอคโลเฟล, คาร์ล (2003). "ตัวเร่งปฏิกิริยาต่างกันและตัวเร่งปฏิกิริยาที่เป็นของแข็ง". อูลแมนน์ของสารานุกรมเคมีอุตสาหกรรม ไวน์ไฮม์: Wiley-VCH. ดอย : 10.1002/14356007.a05_313 .
  25. ^ สมิล, วาคลาฟ (2004). เพิ่มคุณค่าให้กับโลก: Fritz Haber, Carl Bosch และการเปลี่ยนแปลงของการผลิตอาหารของโลก (ฉบับที่ 1) เคมบริดจ์ แมสซาชูเซตส์: MIT ISBN 9780262693134.
  26. ^ พากย์พาเวลเอ.; กอร์ดอน, จอห์น ซี. (2018). "บทบาทของฟังก์ชัน N–H ที่จับกับโลหะในตัวเร่งปฏิกิริยาโมเลกุลประเภทโนโยริ" เคมี รีวิว ธรรมชาติ . 2 (12): 396–408. ดอย : 10.1038/s41570-018-0049-z . S2CID  106394152 .
  27. ^ คลาร์ก, จิม (ตุลาคม 2556). "ประเภทของตัวเร่งปฏิกิริยา" . เคมีไกด์
  28. ^ BårdLindströmและลาร์สเจ Petterson (2003) "ประวัติโดยย่อของการเร่งปฏิกิริยา " Cattech , 7 (4): 130-38
  29. ^ เลดเลอร์, คีธ เจ.; คอร์นิช-โบว์เดน, Athel (1997). " " Elizabeth Fulhame และการค้นพบตัวเร่งปฏิกิริยา: 100 ปีก่อน Buchner" (PDF)ใน Cornish-Bowden, Athel (ed.) เบียร์ใหม่ในขวดเก่า : Eduard Buchner และการเติบโตของความรู้ทางชีวเคมี . วาเลนเซีย: Universitat de บาเลนเซีย หน้า 123–126 ISBN 9788437033280. สืบค้นเมื่อ14 มีนาคม 2021 .
  30. ^ เรย์เนอร์-แคนแฮม, มาเรลีน; เรย์เนอร์-แคนแฮม, เจฟฟรีย์ วิลเลียม (2001). ผู้หญิงในเคมี: บทบาทของพวกเขาเปลี่ยนจากการเล่นแร่แปรธาตุไทม์กลางศตวรรษที่ยี่สิบ สมาคมเคมีอเมริกัน ISBN 978-0-8412-3522-9.
  31. ^ Berzelius, JJ (1835) Årsberättelsen om framsteg ฉัน fysik och kemi [รายงานประจำปีเกี่ยวกับความก้าวหน้าในฟิสิกส์และเคมี] สตอกโฮล์ม, สวีเดน: Royal Swedish Academy of Sciences. หลังจากทบทวนงานวิจัยของ Eilhard Mitscherlich เกี่ยวกับการก่อตัวของอีเทอร์แล้ว Berzelius ได้สร้างคำว่า katalys (catalysis) ไว้ที่หน้า 245 :

    ต้นฉบับ: Jag skall derföre, สำหรับ att begagna en ฉัน kemien välkänd härledning, kalla den kroppars katalytiska kraft, sönderdelning genom denna kraft katalys, ålikasom vi medeck ordetkadetkadetskal เดิมพันที่ดีที่สุด

    การแปล : ดังนั้น ฉันจะใช้ที่มาที่รู้จักกันดีในวิชาเคมี เรียก [ตัวเร่งปฏิกิริยา] ร่างกาย [เช่น สาร] แรงเร่งปฏิกิริยาและการสลายตัวของร่างกาย [อื่น ๆ ] โดยใช้แรงเร่งปฏิกิริยานี้ เช่นเดียวกับที่เราให้ความหมายโดยการวิเคราะห์คำการแยกองค์ประกอบของร่างกายโดยความสัมพันธ์ทางเคมีตามปกติ

  32. ^ ศรีนิวาสัน, ภารัต (2020-09-27). "คำแนะนำ : การสอนจลนพลศาสตร์ของเอนไซม์" . FEBS วารสาร ดอย : 10.1111/febs.15537 . ISSN  1742-464X . PMID  32981225 .
  33. ^ Mitscherlich, E. (1834). "Ueber ตาย Aetherbildung" [เกี่ยวกับการก่อตัวของอีเธอร์] Annalen der Physik und Chemie 31 (18): 273–82. Bibcode : 1834AnP...107..273M . ดอย : 10.1002/andp.18341071802 .
  34. ^ โดเบอไรเนอร์ (1822) "Glühendes Verbrennen des Alkohols durch verschiedene erhitzte Metalle und Metalloxyde" [การเผาไหม้ของแอลกอฮอล์จากโลหะร้อนและออกไซด์ของโลหะต่างๆ] Journal für Chemie und Physik . 34 : 91–92.
  35. ^ โดเบอไรเนอร์ (1823) "Neu entdeckte merkwürdige Eigenschaften des Platinsuboxyds, des oxydirten Schwefel-Platins und des metallischen Platinstaubes" [คุณสมบัติใหม่ที่ค้นพบใหม่ของ platinum suboxide, oxidized platinum sulfide และ metallic platinum dust] Journal für Chemie und Physik . 38 : 321–26.
  36. ^ เดวี่, ฮัมฟรีย์ (1817). "บางการทดลองใหม่และข้อสังเกตเกี่ยวกับการเผาไหม้ของก๊าซผสมกับบัญชีของวิธีการรักษาที่ใช้งานอย่างต่อเนื่องในแสงผสมของก๊าซไวไฟและอากาศโดยไม่ต้องเปลวไฟ" ธุรกรรมเชิงปรัชญาของราชสมาคมแห่งลอนดอน . 107 : 77–85. ดอย : 10.1098/rstl.1817.0009 .
  37. ^ โรเบิร์ตส์, MW (2000). "กำเนิดแนวคิดตัวเร่งปฏิกิริยา (1800–1900)" ปฏิกิริยาจดหมาย 67 (1): 1-4. ดอย : 10.1023/A:1016622806065 . S2CID  91507819 .
  38. ^ นิโคลัส, คริสโตเฟอร์ พี. (21 สิงหาคม 2018). "การคายน้ำ ดีน ออกเทนสูง และแรงกดดันสูง: ผลงานจาก Vladimir Nikolaevich Ipatieff บิดาแห่งการเร่งปฏิกิริยา" . เอซีเอสเร่งปฏิกิริยา 8 (9): 8531–39. ดอย : 10.1021/acscatal.8b02310 .
  39. ^ ดารา เอสเอส; อูมาเร เอสเอส (2018) หนังสือเรียนวิชาเคมีวิศวกรรม . อินเดีย: สำนักพิมพ์ S. Chand. หน้า 66. ISBN 9789352830688.
  40. อรรถเป็น Laidler, KJ (1978) เคมีเชิงฟิสิกส์กับการประยุกต์ใช้ทางชีวภาพ , Benjamin/Cummings. น. 415–17. ไอเอสบีเอ็น 0-8053-5680-0 .
  41. ^ Lindlar, H. และ Dubuis, R. (2016). "ตัวเร่งปฏิกิริยาแพลเลเดียมสำหรับการลดอะเซทิลีนบางส่วน". การสังเคราะห์สารอินทรีย์ ดอย : 10.15227/orgsyn.046.0089 .CS1 maint: หลายชื่อ: รายชื่อผู้แต่ง ( ลิงค์ ); เล่มรวม , 5 , p. 880
  42. ^ Jencks, WP (1969)การเร่งปฏิกิริยาเคมีและเอนไซม์ McGraw-Hill, New York ไอเอสบีเอ็น 0-07-032305-4
  43. ^ ประมาท Myron L; Komiyama, Makoto และ Bergeron, Raymond J (1984)เคมีชีวภาพของการเร่งปฏิกิริยาด้วยเอนไซม์ Wiley-Interscience, Hoboken, US ไอเอสบีเอ็น 0-471-05991-9