katalyzátora

Katalyzátor je látka, která zrychluje rychlost chemické reakce a při tom zůstává na konci reakce chemicky nezměněna. Umožňuje alternativní cestu reakce s nižší aktivační energií, takže při dané teplotě reaguje větší podíl molekul.

Existují různé typy katalyzátorů. Heterogenní katalyzátory jsou pevné látky, které ovlivňují reakci v kapalné či plynné fázi, zatímco homogenní katalyzátory působí ve stejné fázi jako reagenty. Biokatalyzátory, například enzymy, jsou vysoce specifické a fungují za mírných podmínek. Mechanismy zahrnují adsorpci reagujících látek na povrchu, následnou reakci a desorpci produktů (typy Langmuir-Hinshelwood, Eley-Rideal) a také kyselinově základovou katalýzu.

Průmyslově důležité katalyzátory zahrnují železo pro syntézu amoniaku (Haber-Bosch), nikl pro hydrogenaci a reforming, zeolity pro štěpení uhlovodíků a vzácné kovy jako platina, palladium a rhodium v automobilových katalyzátorech, které snižují emise CO, uhlovodíků a NOx. Výkon katalyzátoru se posuzuje podle aktivity, selektivity a stability, a odolnosti vůči poškození a znečištění jedovatými látkami (poisoning) a sinterování. Deaktivace může nastat znečištěním, poškozením nebo ztrátou aktivity při vyšších teplotách.

Navrhování a optimalizace katalyzátorů zahrnuje výběr aktivních materiálů, nosičů, velikosti částic a provozních podmínek s cílem maximalizovat rychlost a životnost při minimalizaci nákladů. V oblasti výzkumu se zkoumají nanostrukturální materiály, podpůrné nosiče (např. alumina, silikáty, zeolity) a způsoby syntézy pro lepší disperzi a odolnost.