催化剂12 4（SCR催化器）

催化剂的相关知识

生物学中的酶是活性很高的蛋白质分子。其作用机制有多种，如接近、亲核、亲电等。它具有高效性、特异性和条件性(条件是严格的，因为蛋白质容易变性)。而化学中的催化剂只具有一般的催化作用，其机理是降低化学反应的活化能。-讨论了酶作用效率高的原因和酶反应的重要中间步骤。酶原激活着重于——由无活性酶原激活为活性酶时酶的构象变化。据我们所知，重要的因素如下：1。底物和酶之间的“接近度”和“方向”。因为化学反应速率与反应物浓度成正比，如果在反应体系的某个局部区域，底物浓度增加，反应速率也会增加。提高酶的反应速度最重要的途径是使底物游走分子进入酶的活性中心，即大大增加活性中心内底物的有效浓度。曾经测得一种底物在溶液中的浓度是0.001mol/L，但是在酶的活性中心浓度居然达到了100mol/L，比在溶液中高了10万倍！所以可以想象，酶的活性中心的反应速率一定是极高的。“邻近”对提高反应速率的作用可以用一个著名的有机化学实验来说明，如表4-12所示。在分子内催化过程中，游离的羧基作为催化剂，而与R的酯键作为底物，被-首席运营官-催化，破环形成酸酐。催化基团-首席运营官-离底物酯键越近，反应速率越快。然而，在大多数情况下，“接近”是不够的。如图4-19所示，也有必要使反应基团在反应中严格地相互“定向”。只有当它“靠近”和“定向”时，反应物分子才受到作用，迅速形成过渡态。当底物不与酶结合时，活性中心的催化基团不是非常靠近底物。但酶的活性中心结构具有适应性，即当特定底物与活性中心结合时，酶蛋白会发生一定的构象变化，使反应所需的酶中的催化基团和结合基团能够正确排列和定位，从而与底物发生楔入，底物分子能够向酶“靠近”和“定向”，这就是前面提到的诱导楔入。这样，活性中心的局部底物浓度可以大大增加。酶构象的这种变化是反应速度提高的一个非常重要的原因。反应后，产物被释放出来，酶的构象再次反转，回到初始状态。溶菌酶和羧肽酶的X射线衍射分析实验结果证实了上述观点。Jenck等人指出，“接近”和“定向”可能使反应速度提高108倍，这与许多酶的催化效率的计算非常接近。2.酶引起底物分子中敏感键的“扭曲”(域张力)，从而使底物中的敏感键更容易断裂。如前所述，当酶遇到其特定的底物时，构象发生变化，有利于催化。事实上，不仅酶的构象会因底物的作用而改变，而且底物分子也常常会因酶的作用而改变。酶中的某些基团或离子可以增加或减少底物分子中敏感键中某些基团的电子云密度，产生“电子张力”，使敏感键的一端更敏感，更容易反应。有时甚至底物分子也发生变形，如图4-20A所示，这使得酶-底物复合物容易形成。而且当酶的构象发生变化时，底物分子也会发生形变，如图4-20 B所示，从而形成相互楔合的酶-底物复合体。羧肽酶A的x射线衍射分析为这种“电子张力”理论提供了证据。3.共价催化。还有一些酶通过另一种方式提高催化反应的速度，即共价催化。

这样，底物和酶就形成了反应活性很高的共价中间体，很容易变成过渡态，所以反应的活化能大大降低，底物就可以跨过更低的“能量阈值”形成产物。共价催化之所以能提高反应速度，需要从有机模式反应的一些原理说起。共价催化最常见的形式是催化剂的亲核基团攻击底物中的亲电子碳原子。亲核基团包含有很多电子的原子，可以提供电子。这是一种非常有效的催化剂。亲核基团作为强催化剂对提高反应速度的作用可以从亲核基团催化酰基的如下反应看出：第一步，亲核基团(催化剂Y)攻击含酰基的分子，与亲核基团形成酰基衍生物，该催化剂的酰基衍生物再次作为共价中间体；在第二步中，酰基从亲核催化剂转移到最终的酰基受体，(1)由亲核基团(Y)催化的反应；(2)非催化反应：该受体分子可以是一些醇或水。第一步有催化剂参与，所以底物和酰基受体的反应比没有催化剂的反应快。此外，因为催化剂是可变的亲核基团，因此形成的酰化催化剂和最终酰基受体之间的反应必然比没有催化剂时底物和酰基受体之间的反应快，两步催化的总速度比非催化反应快得多。因此，形成不稳定的共价中间体可以大大加速反应。有许多强有力的亲核基团可以在酶反应中共价催化。酶蛋白分子至少有三种，分别是丝氨酸羟基、半胱氨酸巯基和组氨酸咪唑基如图4-21所示。此外，辅酶中还有其他亲核中心。共价键也可以被亲电基团催化，最典型的亲电基团也属于这一类，可以接受或给予电子。根据提供亲核(或亲电)基团的氨基酸种类，表4-13总结了通过共价催化可以提高反应速度的酶：丝氨酸酶与酰基形成酰基酶；或与磷酸基团形成磷酸酶，如磷酸葡萄糖变位酶。半胱氨酸酶活性中心的半胱氨酸巯基与底物酰基形成共价硫酯键。

间物。组氨酸类酶活性中心的组氨酸咪唑基在反应中被磷酸化。赖氨酸类酶的赖氨酸ε-氨基与底物羰基形成西佛碱中间物。 4．酸碱催化(acid-base ctatlysis) 有机模式反应指出，酸碱催化剂是催化有机反应的最普遍的最有效的催化剂。 有两种酸碱催化剂，一是狭义的酸碱催化剂(specific acid-base catalyst)，即H+与OH-，由于酶反应的最适pH一般接近于中性，因此H+及OH-的催化在酶反应中的重要性是比较有限的。另一种是广义的酸碱催化剂(general acid-base catalyst)，指的是质子供体及质子受体的催化，它们在酶反应中的重要性大得多，发生在细胞内的许多种类型的有机反应都是受广义的酸碱催化的，例如将水加到羰基上、羧酸酯及磷酸酯的水解，从双键上脱水、各种分子重排以及许多取代反应等。 酶蛋白中含有好几种可以起广义酸碱催化作用的功能基，如氨基、羧基、硫氢基、酚羟基及咪唑基等。见表4-14。其中组氨酸的咪唑基值得特别注意，因为它既是一个很强的亲核基团，又是一个有效的广义酸碱功能基。 影响酸碱催化反应速度的因素有两个，第一个是酸碱的强度，在这些功能基中，组氨酸咪唑基的解离常数约为6.0，这意味着由咪唑基上解离下来的质子的浓度与水中的[H+]相近，因此它在接近于生物体液pH的条件下，即在中性条件下，有一半以酸形式存在，另一半以碱形式存在。也就是说咪唑基既可以作为质子供体，又可以作为质子受体在酶反应中发挥催化作用。因此，咪唑基是催化中最有效最活泼的一个催化功能基。第二个是这种功能基供出质子或接受质子的速度，在这方面，咪唑基又是特别突出，它供出或接受质子的速度十分迅速，其半寿期小于10-10秒。而且，供出或接受质子的速度几乎相等。由于咪唑基有如此的优点，所以虽然组氨酸在大多数蛋白质中含量很少，却很重要。推测它很可能在生物进化过程中，不是作为一般的结构蛋白成分，而是被选择作为酶分子中的催化结构而存在下来的。 广义的酸碱催化与共价催化可使酶反应速度大大提高，但是比起前面两种方式来，它们提供的速度增长较小。尽管如此，还必须看到它们在提高酶反应速度中起的重要作用，尤其是广义酸碱催化还有独到之处：它为在近于中性的pH下进行催化创造了有利条件。因为在这种接近中性pH的条件下，H+及OH-的浓度太低，不足以起到催化剂的作用。例如牛胰核糖核酸酶及牛凝乳蛋白酶等都是通过广义的酸碱催化而提高酶反应速度的。 5．酶活性中心是低介电区域 上面讨论了提高酶反应速度的四个主要因素。此外，还有一个事实必须注意，即某些酶的活性中心穴内相对地说是非极性的，因此，酶的催化基团被低介电环境所包围，在某些情况下，还可能排除高极性的水分子。这样，底物分子的敏感键和酶的催化基团之间就会有很大的反应力，这是有助于加速酶反应的。酶活性中心的这种性质也是使某些酶催化总速度增长的一个原因。 为什么处于低介电环境中的基团之间的反应会得到加强？可以用水减弱极性基团间的相互作用来解释。水的极性和形成氢键能力使它成为一种具有高度作用力的分子，水的介电常数非常高(表4-15)。它的高极性使它在离子外形成定向的溶剂层(oriented solvent shell)，产生自身的电场，结果就大大减弱了它所包围的离子间的静电相互作用或氢键作用。 上面介绍了实现酶反应高效率的几个因素，但是并不能指出哪一种因素可以影响所有酶的全部催化活性。更可能的情况是：不同的酶，起主要影响的因素可能是不同的，各自都有其特点，可以受一种或几种因素的影响。 ------------------------------------------------------ 催化剂（化学中）的作用： 酶作用在于降低反应活化能（Energy of activation EACT）： 酶促反应速度比非催化反应高108~1020倍，比一般催化反应高107~1013。 化学反应速率依赖三个因素：碰撞频率、能量因素、概率因素（有效碰撞）。 有效碰撞：能发生化学反应的分子间碰撞。 活化分子：能发生有效碰撞的分子。 活化能：在任何化学反应中，反应物分子必须超过一定的能阈，成为活化的状态，才能发生变化，形成产物。这种比一般分子高出的能量或提高低能分子达到活化状态的能量，称为活化能。 从初态转化为过渡态需要能量，即为活化能，活化能越大，中间产物越难形成，反应越难进行。参考资料：百度知道

什么是催化剂？催化剂的基本特性是什么

催化剂是一种改变反应速率但不改变反应总标准吉布斯自由能的物质。这种作用称为催化作用，涉及催化剂的反应称为催化反应。催化剂自身的组成、化学性质和质量在反应前后不发生变化；它和反应体系的关系就像锁与钥匙的关系一样，具有高度的选择性（或专一性）。一种催化剂并非对所有的化学反应都有催化作用；某些化学反应并非只有唯一的催化剂。催化反应有四个基本特征，可以根据定义导出，对了解催化剂的功能很重要。1、催化剂只能加速热力学上可以进行的反应。要求开发新的化学反应催化剂时，首先要对反应进行热力学分析，看它是否是热力学上可行的反应。2、催化剂只能加速反应趋于平衡，不能改变反应的平衡位置（平衡常数）。3、催化剂对反应具有选择性，当反应可能有一个以上不同方向时，催化剂仅加速其中一种，促进反应速率和选择性是统一的。4、催化剂的寿命。催化剂能改变化学反应速率，其自身并不进入反应，在理想情况下催化剂不为反应所改变。但在实际反应过程中，催化剂长期受热和化学作用，也会发生一些不可拟的物理化学变化。根据催化剂的定义和特征分析，有三种重要的催化剂指标：活性、选择性、稳定性。扩展资料：一、催化剂的发现催化剂最早由瑞典化学家贝采里乌斯发现。100多年前，有个魔术“神杯”的故事。有一天，瑞典化学家贝采里乌斯在化学实验室忙碌地进行着实验，傍晚，他的妻子玛利亚准备了酒菜宴请亲友，祝贺她的生日。贝采里乌斯沉浸在实验中，把这件事全忘了，直到玛丽亚把他从实验室拉出来，他才恍然大悟，匆忙地赶回家。一进屋，客人们纷纷举杯向他祝贺，他顾不上洗手就接过一杯蜜桃酒一饮而尽。当他自己斟满第二杯酒干杯时，却皱起眉头喊道：“玛利亚，你怎么把醋拿给我喝！”玛利亚和客人都愣住了。玛丽亚仔细瞧着那瓶子，还倒出一杯来品尝，一点儿都没错，确实是香醇的蜜桃酒啊！贝采里乌斯随手把自己倒的那杯酒递过去，玛丽亚喝了一口，几乎全吐了出来，也说：“甜酒怎么一下子变成醋酸啦？”客人们纷纷凑近来，观察着，猜测着这“神杯”发生的怪事。贝采里乌斯发现，原来酒杯里有少量黑色粉末。他瞧瞧自己的手，发现手上沾满了在实验室研磨白金时给沾上的铂黑。他兴奋地把那杯酸酒一饮而尽。原来，把酒变成醋酸的魔力是来源于白金粉末，是它加快了乙醇（酒精）和空气中的氧气发生化学反应，生成了醋酸。后来，人们把这一作用叫做触媒作用或催化作用，希腊语的意思是“解去束缚”。1836年，他还在《物理学与化学年鉴》杂志上发表了一篇论文，首次提出化学反应中使用的“催化”与“催化剂”概念。二、催化剂分类1、均相催化催化剂和反应物同处于一相，没有相界存在而进行的反应，称为均相催化作用，能起均相催化作用的催化剂为均相催化剂。均相催化剂包括液体酸、碱催化剂和色可赛思固体酸和碱性催化剂、可溶性过渡金属化合物(盐类和络合物)等。均相催化剂以分子或离子独立起作用，活性中心均一，具有高活性和高选择性。、2、多相催化多相催化剂又称非均相催化剂，用于不同相（Phase）的反应中，即和它们催化的反应物处于不同的状态。例如：在生产人造黄油时，通过固态镍（催化剂），能够把不饱和的植物油和氢气转变成饱和的脂肪。固态镍是一种多相催化剂，被它催化的反应物则是液态（植物油）和气态（氢气）。一个简易的非均相催化反应包含了反应物（或zh-ch:底物;zh-tw:受质）吸附在催化剂的表面。反应物内的键因断裂而导致新键的产生，但又因产物与催化剂间的键并不牢固，而使产物脱离反应位等过程。现已知许多催化剂表面发生吸附、反应的不同的结构。3、生物催化酶是生物催化剂，是植物、动物和微生物产生的具有催化能力的有机物（绝大多数的蛋白质。但少量RNA也具有生物催化功能），旧称酵素。酶的催化作用同样具有选择性。例如，淀粉。酶催化淀粉水解为糊精和麦芽糖，蛋白酶催化蛋白质水解成肽等。活的生物体利用它们来加速体内的化学反应。如果没有酶，生物体内的许多化学反应就会进行得很慢，难以维持生命。大约在37℃的温度中（人体的温度），酶的工作状态是最佳的。如果温度高于50℃或60℃，酶就会被破坏掉而不能再发生作用。因此，利用酶来分解衣物上的污渍的生物洗涤剂，在低温下使用最有效。酶在生理学、医学、农业、工业等方面，都有重大意义。当前，酶制剂的应用日益广泛。参考资料：百度百科-催化剂

请问酸性催化剂如ZSM-4、ZSM-12和ZSM-20等类型分子筛中，ZSM是什么含义，后面的数字呢？谢谢O(∩_∩)O~

酸性催化剂如ZSM-4、ZSM-12和ZSM-20等类型分子筛也称择形分子筛蠢滚,是美国Mbile公司20世纪70年代研发的一种新陵档慧型分子筛，属高硅铝比沸石分子筛的，ZSM是其公司产品代码，后面数一般是指孔径纳米数。与我们常说的3A、4A和5A分子筛接近，尺答这里的A也是指纳米。3A也就是指孔径约3纳米呀。谢谢你的问题！