katalízisreakciókban

A katalízisreakciókban olyan kémiai folyamatokról beszélünk, amelyekben a reakció sebességét egy vagy több katalizátor jelenléte idézi elő vagy növeli, miközben maga a katalizátor a reakció végén maradandóan megmarad. A katalizátor alternatív, alacsonyabb aktiválási energiájú reakcióútat biztosít, így a reakciók gyorsabbá válnak kétoldalú energiaprofil felépítésével. A katalizátor nem szolgál kiindulási reaktívként a végtermék részeként, és gyakran újrahasznosítható.

A katalízis reakcióinak két fő típusa ismert: a homogén katalízis, amelyben a katalizátor és a reagensek egyazon fázisban vannak (például oldatban oldott fémkomplexumok vagy sav-bázis katalizátorok); és a heterogén katalízis, amelynél a katalizátor szilárd felületen vagy részben adszorbeálódó állapotban lép kölcsönhatásba a gáz- vagy folyadékfázisú reagensekkel. Biokatalizálás alatt gyakran enzimeket értünk, amelyek speciális felületeiken és aktív központjaikon végzik a reakciókat drámai módon meghatározott szubsztrátumaikból.

A reakciómechanizmusok közül kiemelkedő szerepe van az adszorpció, a felületi reakcióknak és a deszorpció folyamatának. Gyakran alkalmazzák a Langmuir-Hinshelwood vagy az Eley-Rideal típusú mechanizmusokat. A katalizátor hatékonyságát és minőségét mérik a fordított napjaitól függő paraméterekkel, például a turnover frequency (TOF), turnover number (TON) és a szelektivitás alapján.

Előnyei közé tartozik a gyorsabb reakció, a milder conditionök, a kevesebb energiafogyasztás és a jobb kiválasztás a kívánt termék irányába. Kihívások a katalizátor deactivációja, mérgezése, lecsukódása és a költségek/megújulhatóság kérdései. Az iparban a katalízis kulcsszerepet játszik üzemanyag- előállításban, vegyületek előállításában és anyagtudományi folyamatokban.