催化特性也不同——奈米金觸媒的「尺寸效應」 | 化學工廠資訊網
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尺寸不同,催化特性也不同——奈米金觸媒的「尺寸效應」103/11/05 瀏覽次數 16828
羅夢凡| 中央大學物理學系
科技發展到足以觀測與操控物質的奈米結構以來,人們便對奈米尺度的材料特性展開大量的研究。在奈米尺度,發現了很多迥異於巨觀材料的物理化學特性。這些隨著材料尺度演變的特性,包含導電性、磁性、光學特性、力學特性等。其中最引人入勝的,就是奈米材料的催化特性,奈米金觸媒是最具代表性的發現。觸媒:加速化學反應進行,卻不會影響最終產物成分
觸媒的發現與使用已超過150年,德國化學家奧斯特佛德(Wilhelm Ostwald)為觸媒提出了至今最廣為接受的定義:觸媒可以加速化學反應的進行,卻不會成為最終產物的一部分。也就是說,觸媒可與反應分子形成某種中間產物,以提供另一個快速的反應途徑,而最後可以回復到原來的狀態。
觸媒可與反應分子形成某種中間產物,以提供另一個快速的反應途徑,而最後可以回復到原來的狀態。圖中黑線為未加催化劑(觸媒)之反應路徑,紅線為加了催化劑之反應路徑。(圖/Wikipedia)
現今觸媒的運用非常廣泛。石化工業中諸多製程與處理的關鍵步驟需要觸媒;半導體產業的製程需要觸媒;在環境保護領域,眾多汙染物的處理,像是汽車與工廠廢氣,需要觸媒;新能源的發展,如燃料電池中,也需要觸媒催化燃料的氧化反應以產生電能。觸媒的使用量遠超過想像,單就汽車與石化相關產業所使用的觸媒,全球市場需求每年就超過千億美元,並且快速增加中。了解觸媒機制,設計新的觸媒,讓觸媒發揮最佳功能,便成為科學家的重要課題。
催化作用可概分為「同相催化」與「異相催化」,用來標示觸媒與反應物質是否在同一相,例如氣相或液相。其中,以固態觸媒與氣態或液態分子反應的異相催化占最大的比重。諸多固態觸媒是由擔體(編按:催化劑的載體)及其上的金屬微粒所組成。
早期觸媒的發展比較像鍊金術,雖...
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