催化剂发展史概述

催化剂的发展
一、催化剂的历史，人们对催化剂的运用
1、人们利用酵母酿酒酿醋
2、炼金术师利用硝石制作硫酸
3、最早比较完整的提出催化
剂的概念是1835年贝采尼乌斯（魔杯故事）
结论：人们在发现催化剂之前就通过各种方法利用催化剂，说明催化剂渗入我们生活的方方面面
二、催化剂的重要性及其优势
1、催化剂在使用前后其质量和化学性质不会发生改变，可以多次利用
2、催化剂可以降低反应条件，提高经济效益（举例，无催化剂时，合成氨反应的活化能很高，大约335KJ/mol，需要较高的温度下进行，加入铁催化剂后，反应以生成氮化物和氮氢化物两个阶段进行。

第一阶段的反应活化能为126kJ/mol～167kJ/mol，第二阶段的反应活化能为13kJ/mol，极大的降低了反应所需的温度）
3、生物体内的酶催化剂，对生物的生命活动具有重要作用（在一定条件下,每个过氧化氢酶在一分钟内能转化5000000个过氧化氢分子）
4、催化剂可以控制产物的产率及其产物构型
三、研究新催化剂的重要性
1、催化剂在使用过程中会产生毒化等现象导致催化效率降低，研究新型催化剂降低损耗
有必要2、不同催化剂对相同反应的催化效率不同（举例，生物酶与二氧化锰催化过氧化氢）3、许多反应需要寻找催化剂加快反应，使其量产化能够实现4、对催化剂毒性，价格，使用条件，环境保护方面的要求
四、现今催化剂的发展方向
石油炼制（异构化，烷基化，精制，裂化），无机化工，有机化工，环境保护（硝酸尾气处理，内燃机排气处理）
催化剂从一开始的简单的天然催化物到化合物催化剂到现今分子筛催化剂等等，以后催化剂的发展更加注重环境保护方面，加强对油气资源的综合利用。

催化发展简史在化学化工领域中，催化剂的出现为化学以至人类社会的发展都起到了极大的推动作用。

它解决了生活和生产过程中出现的许多难题，让人们的视野变得更加得开阔，有效得推动了近代产业革命得快速发展。

科学技术发展至今天，催化在支撑国民经济可持续发展中发挥着极其重要的作用，在发达国家催化对于经济的直接和间接贡献已高达GNP20％－30％之多。

然而对于催化剂的历史，我们却还不是非常了解，以下将对催化剂的历史进行简单的回顾。

古代时，人们就已利用酶酿酒、制醋；中世纪时，炼金术士用硝石作催化剂以硫磺为原料制造硫酸；13世纪，人们发现用硫酸作催化剂能使乙醇变成乙醚。

直到19世纪，产业革命有力地推动了科学技术的发展，人们陆续发现了大量的催化现象。

早期在催化概念中曾作出重要贡献的有Berzelius, Faraday, Davy, Döbereiner, Dulong, Thénard, Phillips, Ostwald, Henry, Wilhelmy 以及Kuhlmann这些科学家。

与多相催化有关的实验包括在Pt表面的氧化反应，酯类的水解反应，乙醇脱水制备乙烯的反应，1831年第一个专利关于硫酸的制造以及Humphry Davy发明的矿灯。

催化作用概念最先是由Berzelius在1835年提出来的。

在19世纪早期，许多科学家做了很多的实验，独立的观察到一些现象，这些实验现象能够合理的解释为是被一种催化力的力量“catalytic power”在驱动。

而这种物质的这种能力被定义为“to awakenaffinities, which are asleep at a particular temperature, by their mere presence and not by their own affinity”。

他的催化作用可以被用来去解释 Kirchhof的淀粉在酸的作用下转化成糖的实验现象， Thénard的过氧化氢在金属作用下的分解的研究， Davy的铂粉末浸在乙醇中发生的乙醇转化成乙酸的发现等。

催化发展历史催化发展历史00简短催化化学历史古代时，人们就已利用酶酿酒、制醋；中世纪时，炼金术士用硝石作催化剂以硫磺为原料制造硫酸；13世纪，人们发现用硫酸作催化剂能使乙醇变成乙醚。

直到19世纪，产业革命有力地推动了科学技术的以展，人们陆续发现了大量的催化现象。

如上所述，催化剂作用是在生产发展的同时为人们由浅入深地认识到的。

1835年，贝采里乌斯首先总结了此前的30多年间发现的催化作用。

为了解释这一现象，他首先采用了“催化”这一名词，并提出催化剂是一种具有“催化力”的外加物质，在这种作用力影响下的反应叫催化反应。

这是最早的关于催化反应的理论。

然而，人们对于催化作用特点是认识过程是漫长的。

在这一认识过程中，许多科学家都亲自从事化学实验并发现了许多催化反应。

通过长期实践，逐渐积累加深了认识。

1781年，帕明梯尔用酸作催化剂，使淀粉水解。

1812年，基尔霍夫发现，如果有酸类存在，庶糖的水解作用会进行得很快，反之则很缓慢。

而在整个水解过程中，酸类并无什么变化，它好像并不参加反应，只是加速了反应过程。

同时，基尔霍夫还观测到，淀粉在稀硫酸溶液中可以变化为葡萄糖。

1817年，戴维在实验中发现铂能促使醇蒸气在空气中氧化。

1838年，德拉托和施万分别都发现糖之所以能发酵成为酒精和二氧化碳，是由于一种微生物的存在。

贝采里乌斯痛颂岢觯谏锾逯写嬖诘哪切┯善胀ㄎ镏省⒅参镏夯蛘哐晌奘只衔铮赡芏际怯纱酥掷嗨频挠谢遄槌伞：罄矗幽诮庑┯谢呋脸莆懊浮薄? br /> 1850年，威廉米通过研究酸在蔗糖水解中的作用规律，第一次成功地分析了化学反应速度的问题，从此开始了对化学动力学的定量研究。

1862年，圣·吉尔和贝特罗在实验中发现，如果按照分子比将醋酸乙脂与水混合，经过几星期之后于进行观测，发现醋酸乙脂已部分水解成为乙醇和醋酸。

这一反应的速度随时间处长而呈递减趋势。

再将乙醇与酸混合，反应生成了醋酸乙脂，平衡后的比例相同。

化工史话17化工之魂——催化技术发展史首先非常抱歉，BOSS又又又拖更了，实在没有办法，最近项目太忙了，估计这种会持续到十月中旬。

不过我现在也在艰苦努力努力争取一周能为各位看官更新一期。

在前几期中，我们提到了合成氨与CO变换反应。

在这些反应中，没有例外的我们都提到了催化剂的概念。

可以说正是因为有了催化剂，这样的反应才能够在工业上进行。

在现代化工中，尤其是大宗产品的合成几乎没有不用到催化剂的。

我们常常被教导，化工流程实际上是围绕反应组成的，而反应的核心就是催化剂，这么说来催化剂就是化工的心脏了。

今天BOSS就带大家来梳理一下催化科学的发展历史。

学过化工的人从一开始接触催化时就被灌输这样的观点：人们很早就利用微生物和它们产生的酶酿酒，腌酸菜。

这是对催化技术的最古老，最朴素应用。

的确，人类使用微生物进行催化反应历史非常古老，至少在我国可以追溯到夏商时期，甚至更加古老。

但是要说那时候人类就开始有了催化的概念那就是牵强附会了。

毕竟这些应用只不过是经验性的，在几千年的生产生活中偶然出现的。

别的不说那时候人们连微生物是什么都不知道，更不可能知道这些化学反应的机理。

考古学家发现的距今5000年前的酿酒器皿，说明人类的酒文化历史悠久。

在后续的历史中人类对发酵过程又进行了一系列探索，开发出了酱油，醋等各种产品，人类误打误撞地应用了几千年催化技术，但却对其背后的原理没有任何认识。

人类最初认识到化工领域中的催化现象就是我们前几期说过的铅室法硫酸。

我们也分析过在这个反应体系中氮氧化物就实际上起到了催化剂的作用。

但是当时人们对催化过程没有系统的认识，只是发现在这个反应中，氮氧化物理论上不会消耗，而且反应过程中形成了一个“优美的闭环“，并没有认识到这实际上是一种催化反应现象。

我们再来回顾一下这个反应过程，反应首先生成氮氧化物，氮氧化物氧化三氧化硫生成亚硝基磺酸，亚硝基磺酸水解生成硫酸同时释放出氮氧化物。

与我们现在看到的催化反应不同，在这个反应过程中，氮氧化物的各种形态都是很容易观测与分析的，甚至催化过程的中间产物都可以分离出来。

催化剂概念的演变和发展作者：陈寅等来源：《中学化学》2014年第01期近年来有文章在讨论催化剂的概念时指出：催化剂是在化学反应中能增大反应速率的物质的提法不妥，认为应当将“增大”表述为“改变”更为妥当。

并进一步提出：催化剂包括正催化剂和负催化剂，在化学反应中能减慢化学反应速率，但本身的化学性质和质量在反应前后都没有发生改变的物质，同样也称为催化剂。

笔者认为上述提法是一种离开了科学发展的、过时了的观点。

一、催化和催化剂“催化”顾名思义是催促化学反应，加快化学反应的进行。

“催化”一词是1835年瑞典化学家J.J.Berzelius首先引用到化学学科中来的。

1902年德国化学家F.W.Ostwald将“催化”定义为：加速化学反应而不影响化学平衡的作用。

现代化学对于催化剂的正确表述为：“能显著提高化学反应速率，其自身的组成和数量在反应前后保持不变的物质称为催化剂。

催化剂改变化学反应速率的作用称催化作用，它本质上是一种化学作用。

”催化剂为什么能加速化学反应进行呢？这是因为在催化反应过程中，至少有一种反应物与催化剂发生了某种形式的化学作用。

由于催化剂的介入，化学反应改变了进行的途径，而新的途径需要的活化能较低。

降低化学反应的活化能就是催化得以提高化学反应速率的根本原因。

例如，强酸可以催化羧酸和醇的酯化反应，这是由于强酸电离的质子参与了酯化反应，使羧酸质子化，质子化了的羧酸更易与醇的羟基上的氧原子结合，生成中间体的能量降低，因而降低了活化能，加快了酯化反应的进行。

而该强酸在反应前后没有发生变化。

二、负催化剂的提出和修正在20世纪50年代以前，由于发现了一些物质可以终止自由基反应，有的物质可以降低催化剂的催化效应，因此有人提出了“负催化剂”的概念。

化学发展的事实表明这种提法是不妥的。

可以终止自由基反应的物质，往往是一种可以跟自由基结合或本身变成稳定自由基的物质。

这种物质在反应前后的结构和性质都发生了改变，现在把它称为自由基的淬灭剂或抑制剂。

从自然到人工——合成橡胶催化剂的演化合成橡胶催化剂是合成橡胶生产过程中最关键的组成部分。

催化剂的质量和性能直接决定了合成橡胶的品质和产量。

合成橡胶催化剂的发展历程可以追溯到20世纪初，当时的催化剂多来源于天然材料，如酸性蒸馏橡胶树脂。

然而，由于催化剂的质量和稳定性无法保证，这些天然催化剂的使用被逐渐淘汰。

随着合成橡胶工业的发展和技术的进步，人工合成催化剂逐渐成为主流。

20世纪40年代开始，磷酸盐催化剂逐渐被广泛使用，尤其是三丁基磷酸铝催化剂。

磷酸盐催化剂性能稳定，易于合成，价格相对便宜，很快成为合成橡胶中的主力催化剂。

不过，磷酸盐催化剂的应用也存在着一定的缺陷，如催化剂分散性差、催化剂中间体产率低等，这些问题大大影响了合成橡胶的产量和质量。

为此，人们开始开发新型催化剂。

20世纪60年代初，苯并咪唑催化剂和过渡金属催化剂相继出现，这给合成橡胶工业带来了新的进展。

苯并咪唑催化剂不仅对各种单体有较强的催化作用，且催化剂寿命长，使用寿命可达3年以上。

而过渡金属催化剂则可以提高合成橡胶的产率和质量，使其性能更加稳定。

21世纪以来，合成橡胶催化剂的研究重点逐渐转向生态环保和高效节能领域。

新型催化剂要求具有高效率、高选择性和低成本等优良性能。

例如，钛基催化剂和铝烷基催化剂在环保领域都有广泛的应用，这些催化剂不仅可以提高合成橡胶的催化效率和产率，还能降低产生的催化副产物，有利于保护环境。

总之，随着催化剂科学的不断发展，合成橡胶催化剂的演变也在不断推进。

未来，相信新型催化剂将更加高效、环保、节能，使得合成橡胶在各个领域得到更广泛的应用。

不对称氢化催化剂发展史随着有机化学的发展，不对称合成成为了有机合成领域的重要研究方向。

不对称氢化催化剂作为不对称合成的重要工具，在过去几十年中经历了快速的发展和进步。

本文将回顾不对称氢化催化剂的发展史，介绍其中的关键里程碑和主要研究成果。

1970年代，人们开始意识到不对称合成的重要性，并开始研究开发不对称催化剂。

最早的不对称氢化催化剂是基于手性钌配合物的，例如Jacobsen催化剂。

这种催化剂在不对称氢化反应中表现出良好的催化活性和对映选择性，但其合成成本较高，限制了其在工业上的应用。

随后，人们开始寻找更经济、高效的不对称氢化催化剂。

1980年代，Noyori等人发现了以手性磷酸为配体的不对称氢化催化剂。

这种催化剂具有较高的催化活性和对映选择性，并且合成成本较低，因此被广泛应用于不对称合成领域。

由于其高效、经济的特点，Noyori 催化剂成为了不对称氢化催化剂研究的重要里程碑。

1990年代，人们开始关注手性膦酰胺催化剂。

这种催化剂具有结构简单、易于合成的特点，并且在不对称氢化反应中表现出较高的催化活性和对映选择性。

手性膦酰胺催化剂的发展推动了不对称氢化催化剂的研究进一步深入。

2000年代，随着金属催化剂的发展，人们开始研究基于手性金属配合物的不对称氢化催化剂。

这些催化剂具有高催化活性和对映选择性，并且可以通过调节金属配体的结构来实现对反应的调控。

例如，以手性钌配合物为基础的催化剂在不对称氢化反应中表现出极高的催化活性和对映选择性，成为不对称氢化催化剂研究的重要突破。

近年来，人们开始关注非金属催化剂的研究。

非金属催化剂具有结构简单、合成成本低的优点，并且在不对称氢化反应中表现出较高的催化活性和对映选择性。

例如，以手性有机分子为基础的催化剂在不对称氢化反应中展现出良好的催化性能，为不对称氢化催化剂的研究提供了新的思路和方法。

总结起来，不对称氢化催化剂的发展经历了多个阶段。

从最早的手性钌配合物到手性磷酸、手性膦酰胺、手性金属配合物再到非金属催化剂，每一次的突破都推动了不对称氢化催化剂的研究进一步发展。

催化剂发展史 从19世纪末至20世纪初，化学工业中利用催化技术的生产过程日益增多，为适应对工业催化剂的要求，逐步形成了产品品种多、制造技术进步、生产规模和产值与日俱增的催化剂工业。 1、萌芽时期（20世纪以前） 2、奠基时期（20世纪初） 3、金属催化剂 4、氧化物催化剂 5、液态催化剂 6、大发展时期（20世纪30～60年代） 7、工业催化剂生产规模的扩大 8、工业催化剂品种的增加 9、有机金属催化剂的生产 10、选择性氧化用混合催化剂的发展 11、加氢精制催化剂的改进 12、分子筛催化剂的崛起 13、大型合成氨催化剂系列的形成 14、更新换代时期（20世纪70～80年代） 15、高效络合催化剂的出现 16、固体催化剂的工业应用 17、分子筛催化剂的工业应用 18、环境保护催化剂的工业应用 19、生物催化剂的工业应用 20、中国催化剂工业的发展 1、萌芽时期（20世纪以前） 催化剂工业发展史与工业催化过程的开发及演变有密切关系。1740年英国医生J.沃德在伦敦附近建立了一座燃烧硫磺和硝石制硫酸的工厂，接着，1746 年英国J.罗巴克建立了铅室反应器，生产过 程中由硝石产生的氧化氮实际上是一种气态的催化剂，这是利用催化技术从事工业规模生产的开端。1831年P.菲利普斯获得二氧化硫在铂上氧化成三氧化硫的英国专利。 19世纪60年代，开发了用氯化铜为催化剂使氯化氢进行氧化以制取氯气的迪肯过程。1875年德国人E.雅各布在克罗伊茨纳赫建立了第一座生产发烟硫酸的接触法装臵，并制造所需的铂催化剂，这是固体工业催化剂的先驱。铂是第一个工业催化剂，现在铂仍然是许多重要工业催化剂中的催化活性组分。19世纪，催化剂工业的产品品种少，都采用手工作坊的生产方式。由于催化剂在化工生产中的重要作用，自工业催化剂问世以来，其制造方法就被视为秘密。

奠基时期（20世纪初） 在这一时期内，制成了一系列重要的金属催化剂，催化活性成分由金属扩大到氧化物，液体酸催化剂的使用规模扩大。制造者开始利用较为复杂的配方来开发和改善催化剂，并运用高度分散可提高催化活性的原理，设计出有关的制造技术，例如沉淀法、浸渍法、热熔融法、浸取法等，成为现代催化剂工业中的基础技术。催化剂载体的作用及其选择也受到重视，选用的载体包括硅藻土、浮石、硅胶、氧化铝等。为了适应于大型固定床反应器的要求，在生产工艺中出现了成型技术，已有条状和锭状催化剂投入使用。这一时期已有较大的生产规模，但品种较为单一，除自产自用外，某些广泛使用的催化剂已作为商品进入市场。同时，工业实践的发展推动了催化理论的进展。1925 年H.S.泰勒提出活性中心理论，这对以后制造技术的发展起了重要作用。 金属催化剂 20世纪初，在英国和德国建立了以镍为催化剂的油脂加氢制取硬化油的工厂，1913年，德国巴登苯胺纯碱公司用磁铁矿为原料，经热熔法并加入助剂以生产铁系氨合成催化剂。1923年F.费歇尔以钴为催化剂，从一氧化碳加氢制烃取得成功。1925年，美国M.雷尼获得制造骨架镍催化剂的专利并投入生产（见图） 这是一种从Ni-Si合金用碱浸去硅而得的骨架镍。1926年，法本公司用铁、锡、钼等金属为催化剂，从煤和焦油经高压加氢液化生产液体燃料，这种方法称柏吉斯法。该阶段奠定了制造金属催化剂的基础技术，包括过渡金属氧化物、盐类的还原技术和合金的部分萃取技术等，催化剂的材质也从铂扩大到铁、钴、镍等较便宜的金属。 氧化物催化剂 鉴于19世纪开发的二氧化硫氧化用的铂催化剂易被原料气中的砷所毒化，出现了两种催化剂配合使用的工艺。德国曼海姆装臵中第一段采用活性较低的氧化铁为催化剂，剩余的二氧化硫再用铂催化剂进行第二段转化。这一阶段，开发了抗毒能力高的负载型钒氧化物催化剂，并于1913年在德国巴登苯胺纯碱公司用于新型接触法硫酸厂，其寿命可达几年至十年之久。20年代以后，钒氧化物催化剂迅速取代原有的铂催化剂，并成为大宗的商品催化剂。制硫酸催化剂的这一变革，为氧化物催化剂开辟了广阔前景。 液态催化剂 1919年美国新泽西标准油公司开发以硫酸为催化剂从丙烯水合制异丙醇的工业过程，1920年建厂，至1930年，美国联 合碳化物公司又建成乙烯水合制乙醇的工厂。这类液态催化剂均为简单的化学品。