包邮催化剂设计

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插图：提起设计会使人联想到建筑物、桥梁和新产品的设计。这些传统设计是根据提出要求，在已有成熟理论的指导下，设法制造出符合需要的东西，可说是一种按要求有目的地设计制造，绝大多数按要求完成。有时在使用某些新材料或采用新施工方式时，也要进行试验，但90％以上是成熟的。设计有完整的理论基础，施工有成熟的技术，建成的建筑物、制造的产品是否符合要求可按图纸进行检测，从设计、制造到成品检验都十分有把握，完全科学化。但是宏观阶段的催化剂设计尚未如此成熟与完善，还有一定盲目性、包含较多未知因数。宏观阶段的催化剂设计程序随提出任务的不同而不同，有新反应的催化剂研制、代用催化剂的开发和已有催化剂的改进等。催化剂设计思想与方法目前还没有统一，日本1981年度催化学会会长米田幸夫教授也认为不会有统一的思想与方法。各研究者将开辟不同独创方法，下面将介绍几个比较典型的催化剂设计思想和程序。村上雄一的催化剂设计思想及催化剂设计程序是有代表性的，反映了该阶段达到的水平。村上认为：“在设计完全新反应的催化剂时，首先须讨论这个目的反应在热力学上是否可能。这对于新的反应来说是完全必要的，不然的话，拼命寻找不可能反应的催化剂，就好像炼金术那样十分盲目与冒险。”从同一个反应原料出发除了主反应外，还有哪些副反应可能发生。这些将成为选择催化剂的根据。其次提出工作假设，根据工作假设来选择催化剂，进行催化剂的试制与活性、选择性试验。若所得结构不是所设想的，那么须弄清原因，修正原来的工作假设，这样不断反馈直至得到所需催化剂。参看图1-1。村上认为：“这种工作假设无需证明，当然不可避免会带有一定的主观性，但作为选择催化剂的思考基础还是有价值的。一旦建立了好的工作假设则可很快找到好的催化剂。一般一、二次工作假设还不能找到所需催化剂，所以要求设计者具有提出很多工作假设的能力。一个设计者水平的高低也往往表现在提出工作假设的准确性与能力上。”助催化剂和担体若仅指稍许改质和使主组分高度分散时，那么，像图1-1那样，首先选定主催化剂组分，其次选择助催化剂和担体。对于实用催化剂来说，往往多组分催化剂显示较好性能，且各成分混合后的作用较各个单组分作用加和来得好，即显示出特殊的复合作用。对于这种情况就必须同时选择几种组分，试制混合成分的催化剂，并进行活性和选择性