廢氣處理中催化作用是比較常見(jiàn)的一種廢氣處理設(shè)備。

（1）催化作用。所謂的催化作用就是在化學(xué)反應(yīng)中加入某種物質(zhì)（催化 劑），使化學(xué)反應(yīng)速度或方向發(fā)生改變，而該物質(zhì)本身不發(fā)生化學(xué)變化，這種作用稱(chēng)為催化作用。這種能夠改變化學(xué)反應(yīng)速度和方向，而本身的化學(xué)性質(zhì)在化學(xué)反應(yīng) 前后保持不變的物質(zhì)叫催化劑，亦稱(chēng)觸媒。有催化劑參加的反應(yīng)稱(chēng)為催化反應(yīng)。

在進(jìn)行催化反應(yīng)時(shí)，催化作用可以提高反應(yīng)速度，稱(chēng)為正催化；也可降低反應(yīng)速度，稱(chēng)為負(fù)催化；也可以使反應(yīng)沿著特走的方向，即特定的途徑進(jìn)行。

例如，在無(wú)催化劑的條件下物質(zhì)A和物質(zhì)B按如下方式進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)：

    A+B—一AB

    當(dāng)加入催化劑K之后，反應(yīng)過(guò)程發(fā)生了變化，即：

    A+K——，AK

    AK+B-*AB+K

可以看出由于反應(yīng)中加入催化劑，反應(yīng)步生成了中間產(chǎn)物AK，而中間產(chǎn)物AK是不穩(wěn)定的，它產(chǎn)生之后又立即參加了第二階段的反應(yīng)，完成了全過(guò)程之后，K并沒(méi)有發(fā)生化學(xué)的或量的變化。

在研究和應(yīng)用催化劑的催化作用時(shí)，必須十分清楚催化作用的兩個(gè)重要特征：   

①催化作用只能加速化學(xué)反應(yīng)速度，縮短達(dá)到平衡狀態(tài)的時(shí)間，而不能移動(dòng)平衡關(guān)系，也不能使熱力學(xué)中不可能成立的化學(xué)反應(yīng)生成。

#p#分頁(yè)標(biāo)題#e# ②催化作用有特殊的選擇性，廢氣中的同一種污染物，在不同的催化劑作用下，能會(huì)有不同的反應(yīng)產(chǎn)物。

根據(jù)催化劑和反應(yīng)物是否為同一相，催化反應(yīng)可分為均相催化和多相催化。 所謂均相催化是指催化劑和反應(yīng)物為同一相，而多相催化則不是同一相。氣體凈化一般是采用固體催化劑，因此屬于多相催化。例如尾氣中的NO幾乎不溶于水，而 N02易溶于水，用木炭作催化劑，將NO氧化成N02后用水吸收，這是多相催化凈化工業(yè)廢氣的方法。

（2）催化過(guò)程在非均相催化過(guò)程中，催化反應(yīng)是在氣固兩楣界面上發(fā)生的。催化劑通常是多孔的疏松結(jié)構(gòu)。非均相催化過(guò)程包括了以下7個(gè)步驟：

①反應(yīng)物從流體主體向固體催化劑外表面擴(kuò)散。

②反應(yīng)物從外表面向內(nèi)表面擴(kuò)散，到達(dá)可進(jìn)行吸附／反應(yīng)的活性中心。

③反應(yīng)物在催化劑上吸附。

④吸附物在催化劑表面上進(jìn)行反應(yīng)。

⑤產(chǎn)物從催化劑表面上脫附。

⑥產(chǎn)物從催化劑內(nèi)表面擴(kuò)散到催化劑外表面。

⑦產(chǎn)物從催化劑外表面向氣流主體擴(kuò)散。

由上述7個(gè)步驟可以看出，吸附是多相催化的必經(jīng)階段。氣固兩相接觸時(shí)，首先是氣相中的反應(yīng)物（即需要被轉(zhuǎn)化或去除的污染物）被催化劑吸附，結(jié)果使催化劑表面上反應(yīng)物的濃度提高了，反應(yīng)加速，后從固體表面解吸后獲得反應(yīng)產(chǎn)物。

動(dòng)力學(xué)過(guò)程又稱(chēng)化學(xué)過(guò)程，擴(kuò)散則是物理過(guò)程。在上述7個(gè)步驟中，若其中 一個(gè)步驟進(jìn)行得慢，就稱(chēng)該步驟為控制步驟，整個(gè)反應(yīng)的反應(yīng)速度等于控制步驟的反應(yīng)速度。適當(dāng)?shù)馗淖兛刂撇襟E反應(yīng)條件，可改變其反虛速度。一般來(lái)說(shuō)，催化 反應(yīng)過(guò)程低溫條件下受化學(xué)反應(yīng)速度控制，高溫下則受擴(kuò)散速度控制。

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