催化剂载体该如何实现催化效果

特定的催化剂载体只能对特定的化学反应有效，这中常被称为催化剂的“选择性”。当然，这种选择也是一种“双向选择”。这意味着，并不存在一种催化剂，能够催化一切的化学反应。一般情况下，某种催化剂只能对特定的某个或某类化学反应具有催化作用。同时，也不存在一个化学反应，所有催化剂都能对其有催化作用。一般情况下，某个化学反应，能够对其具有催化作用的物质并不会很多，而且催化效率也有差异。

在化工生产中，经常存在这样的情况，原料在反应条件下可能发生多个化学反应、产生多种产物，其中一般只有一个反应是人们希望发生的（常称为主反应），其产物（常称为主产物）是人们需要制取得到的；而另外一些反应，人们并不希望其发生，因为这些反应不仅浪费了原料，而且反应的产物混杂在主产物中，使得产物的纯度降低。化工生产上常把这些伴随着主反应发生的反应称为副反应，把副反应的产物称为副产物。如何减少副反应的发生，减少生成副产物的量，是几乎每一个化工生产反应都要考虑的问题。在这方面，催化剂的“选择性”有着重要的作用。因此，在化工生产中，科学家们常常会利用催化剂对反应的选择性，使用特定的催化剂，“选择”主反应而排斥其他副反应，使得主反应加速，从而得到较多的主产物，减少其他副反应和副产物。例如乙醇在高温时可发生脱氢反应变成乙醛，也可发生脱水反应变成乙烯，银催化剂能催化前一个反应，而氧化铝催化剂则能催化后一个反应。显然，工业上用乙醇脱氢制乙醛，应该使用银催化剂，这能大限度地减少产物中副产物乙烯的量，而如果不慎选用了氧化铝催化剂，那结果只能是适得其反。

催化剂要在特定的条件下才能发挥其佳效果。例如合成氨使用的铁催化剂，其佳工作温度为500℃左右，在这个温度下，它的催化能力是强的。正基于此，工业上合成氨的温度通常控制在500℃左右。当然，不同的催化剂所需的佳温度并不相同，合成氨的铁催化剂需要在500℃左右使用，而有些催化剂在500℃可能早就因为高温而失活了。所以，应根据催化剂的本性选择适宜的反应条件，而不能“依样画葫芦”。

工业催化剂通常还需要一定的载体和助催化剂。俗话说得好：一个篱笆三根桩，一个好汉三个帮。催化剂也是如此。一种工业催化剂要达到优异的催化性能，光有活性物质是不够的。通常情况下，工业催化剂里除了起核心作用的催化活性物质外，还可能包含载体和助催化剂。为了更好地实现催化剂催化效果，除了活性物质外，科学家们在催化剂里加入另外的一种或几种物质，来增强催化剂的催化作用，所加入的物质称为助催化剂。例如，工业制硫酸的重要反应——二氧化硫催化氧化成三氧化硫，其催化剂是五氧化二矾，通常以硅藻土为载体，以硫酸钾等碱金属的硫酸盐作为助催化剂，这样才能获得佳的催化效果。