Kiinteäfaasikatalyysissä

Kiinteäfaasikatalyysi on heterogeenisen katalyysin muoto, jossa katalyytti on kiinteässä olomuodossa ja reagoivat aineet (reaktantit) ovat kaasumaisessa tai nestemäisessä olomuodossa. Katalyysi tapahtuu kiinteän katalyytin pinnalla. Tämä prosessi on erittäin tärkeä teollisessa mittakaavassa monissa kemiallisissa reaktioissa, kuten ammoniakin synteesissä, petrokemian jalostuksessa ja useiden orgaanisten yhdisteiden valmistuksessa.

Kiinteiden katalyyttien etuna on niiden helppo erotettavuus reaktioseoksesta, mikä helpottaa tuotteiden puhdistusta ja katalyytin uudelleenkäyttöä. Yleisiä kiinteitä katalyyttejä ovat metallit (kuten platina, palladium, nikkeli), metallioksidit (kuten alumiinioksidi, piioksidi, titaanidioksidi) ja zeoliitit. Katalyytin aktiivisuus ja selektiivisyys riippuvat sen pinnan rakenteesta, huokoisuudesta ja kemiallisesta koostumuksesta.

Reaktiomekanismi kiinteäfaasikatalyysissä sisältää tyypillisesti seuraavat vaiheet: reaktanttien diffuusio katalyytin pinnalle, adsorptio katalyytin aktiivisille paikoille, kemiallinen reaktio pinnalla muodostaen tuotteita, desorptio tuotteiden irtoamisesta katalyytin pinnalta ja diffuusio pois pinnalta. Teollisuudessa käytettävät kiinteät katalyytit voivat olla jauhemaisia, rakeisia tai valmistettu erimuotoisiksi estämään painehäviöitä reaktorissa. Katalyytin elinikään vaikuttavat muun muassa myrkyttyminen ja sintrautuminen korkeissa lämpötiloissa.