UV光解:當(dāng)紫外線光子能量大于有機(jī)或無機(jī)高分子惡臭化合物分子化學(xué)鍵能時(shí),會(huì)發(fā)生光解反應(yīng),致使其化學(xué)鍵斷開。同時(shí),當(dāng)紫外線波長在200nm以下時(shí),O2分子會(huì)被分解生成活性O(shè);活性O(shè)與O2結(jié)合生成O3。UV光氧催化:催化劑(如TiO2)受紫外線光子激發(fā)后產(chǎn)生導(dǎo)帶電子和價(jià)帶空穴。
有機(jī)或無機(jī)高分子惡臭化合物在惰性催化劑及紫外線光束共同作用下,發(fā)生UV光解和UV光氧催化協(xié)同作用,反應(yīng)過程中生產(chǎn)的O3、OH(羥基)及O2–(過氧自由基陰離子)將有機(jī)或無機(jī)高分子惡臭化合物通過氧化反應(yīng),逐步降解為CO2、H2O等低分子無臭無害化合物。
早在公元前,中國已會(huì)用酒曲(生物酶催化劑)造酒。18世紀(jì)中葉,鉛室法制硫酸中用一氧化氮作催化劑是工業(yè)上采用催化劑的開始。催化這個(gè)詞是1835年J.J.貝采利烏斯引用到化學(xué)學(xué)科中來的。1902年W.奧斯特瓦爾德將催化定義為:“加速化學(xué)反應(yīng)而不影響化學(xué)平衡的作用。”1910年實(shí)現(xiàn)合成氨的大規(guī)模生產(chǎn),是催化工藝發(fā)展史上的里程碑。20世紀(jì)以來,催化工藝迅速發(fā)展,例如,20年代研究成功用鈷催化劑由一氧化碳和氫合成液體燃料的費(fèi)-托法;1955年研究成功齊格勒-納塔催化劑,用于烯烴定向聚合;現(xiàn)代化學(xué)工業(yè)和煉油工業(yè)的生產(chǎn)過程,已有80%以上使用了催化方法。
按阿倫尼烏斯方程k=Ae-E/RT(式中A為指前因子;R為氣體常數(shù);T為熱力學(xué)溫度),以反應(yīng)速率常數(shù)k表示的反應(yīng)速率主要決定于反應(yīng)活化能E,若催化使反應(yīng)活化能降低ΔE,則反應(yīng)速率即提高e-ΔE/RT倍。催化反應(yīng)一般能降低活化能約10千卡/摩爾,若反應(yīng)在300K下進(jìn)行,則反應(yīng)速率可增加約1.7×10倍。
多相催化是工業(yè)上應(yīng)用多的,這種催化作用在催化劑表面上進(jìn)行,因此,固體催化劑的表面性質(zhì)對(duì)催化作用就會(huì)有很大影響。催化劑比表面積大,表面上活化中心點(diǎn)多,表面對(duì)反應(yīng)物吸附能力強(qiáng),這些都對(duì)催化活性有利,因?yàn)榛瘜W(xué)吸附能降低反應(yīng)活化能。表面孔隙度大和孔徑大小合適對(duì)催化劑的選擇性有利,例如分子篩催化劑的的選擇性,就是由于它的孔徑尺寸只能允許某種分子進(jìn)入孔內(nèi),到達(dá)催化劑表面而被催化。
酶是一種生物催化劑,生物體內(nèi)的所有化學(xué)變化幾乎都是在酶催化下進(jìn)行的,酶的催化作用稱為生物催化。酶的催化活性高,選擇性強(qiáng)。生物催化在常溫中性條件下進(jìn)行,高溫、強(qiáng)酸和強(qiáng)堿都會(huì)使酶喪失活性。離體的酶仍具有催化活性,可制成各種酶制劑應(yīng)用在醫(yī)學(xué)和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上。