[科普中国]-催速剂

在陶瓷制作领域，催速剂是指在坯子成型过程中添加使用，以加速坯料成型、能够防止由于重力变形导致烧制失败的一种催速方法。

主要分类催速剂种类繁多，按状态可分为液体催速剂和固体催速剂；按反应体系的相态分为均相催速剂和多相催速剂，均相催速剂有酸、碱、可溶性过渡金属化合物和过氧化物催速剂。多相催速剂有固体酸催速剂、有机碱催速剂、金属催速剂、金属氧化物催速剂、络合物催速剂、稀土催速剂、分子筛催速剂、生物催速剂、纳米催速剂等;按照反应类型又分为聚合、缩聚、酯化、缩醛化、加氢、脱氢、氧化、还原、烷基化、异构化等催速剂;按照作用大小还分为主催速剂和助催速剂。

均相催速催速剂和反应物同处于一相，没有相界存在而进行的反应，称为均相催速作用，能起均相催速作用的催速剂为均相催速剂。均相催速剂包括液体酸、碱催速剂和色可赛思固体酸和碱性催速剂、可溶性过渡金属化合物（盐类和络合物）等。均相催速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。

多相催速多相催速剂又称非均相催速剂，用于不同相（Phase）的反应中，即和它们催速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（催速剂），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速剂，被它催速的反应物则是液态（植物油）和气态（氢气）。一个简易的非均相催速反应包含了反应物（或zh-ch:底物;zh-tw:受质）吸附在催速剂的表面，反应物内的键因断裂而导致新键的产生，但又因产物与催速剂间的键并不牢固，而使产物脱离反应位等过程。现已知许多催速剂表面发生吸附、反应的不同的结构。

生物催速酶是生物催速剂，是植物、动物和微生物产生的具有催速能力的有机物（绝大多数的蛋白质。但少量RNA也具有生物催速功能），旧称酵素。酶的催速作用同样具有选择性。例如，淀粉。酶催速淀粉水解为糊精和麦芽糖，蛋白酶催速蛋白质水解成肽等。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。

制备方法制造催速剂的每一种方法，实际上都是由一系列的操作单元组合而成。为了方便，人们把其中关键而具特色的操作单元的名称定为制造方法的名称。传统的方法有机械混合法、沉淀法、浸渍法、溶液蒸干法、热熔融法、浸溶法（沥滤法）、离子交换法等，现发展的新方法有化学键合法、纤维化法等。1

1、机械混合法

将两种以上的物质加入混合设备内混合。此法简单易行，例如转化-吸收型脱硫剂的制造,是将活性组分（如二氧化锰、氧化锌、碳酸锌）与少量粘结剂（如氧化镁、氧化钙）的粉料计量连续加入一个可调节转速和倾斜度的转盘中，同时喷入计量的水、粉料滚动混合粘结,形成均匀直径的球体，此球体再经干燥、焙烧即为成品。

2．沉淀法

此法用于制造要求分散度高并含有一种或多种金属氧化物的催速剂。在制造多组分催速剂时，适宜的沉淀条件对于保证产物组成的均匀性和制造优质催速剂非常重要。通常的方法是在一种或多种金属盐溶液中加入沉淀剂（如碳酸钠、氢氧化钙），经沉淀、洗涤、过滤、干燥、成型、焙烧（或活化），即得最终产品。

3．浸渍法

将具有高孔隙率的载体（如硅藻土、氧化铝、活性炭等）浸入含有一种或多种金属离子的溶液中，保持一定的温度，溶液进入载体的孔隙中。将载体沥干，经干燥、煅烧,载体内表面上即附着一层所需的固态金属氧化物或其盐类。

4．喷雾蒸干法

用于制颗粒直径为数十微米至数百微米的流化床用催速剂。如间二甲苯流化床氨化氧化制间二甲腈催速剂的制造，先将给定浓度和体积的偏钒酸盐和铬盐水溶液充分混合，再与定量新制的硅凝胶混合，泵入喷雾干燥器内，经喷头雾化后，水分在热气流作用下蒸干，物料形成微球催速剂，从喷雾干燥器底部连续引出。

5．热熔融法

热熔融法是制备某些催速剂的特殊方法，适用于少数不得不经过熔炼过程的催速剂，为的是借助高温条件将各个组分熔炼称为均匀分布的混合物，配合必要的后续加工，可制得性能优异的催速剂。

6．浸溶法

从多组分体系中，用适当的液态药剂（或水）抽去部分物质，制成具有多孔结构的催速剂。例如骨架镍催速剂的制造，将定量的镍和铝在电炉内熔融，熔料冷却后成为合金.将合金破碎成小颗粒，用氢氧化钠水溶液浸泡，大部分铝被溶出（生成偏铝酸钠），即形成多孔的高活性骨架镍。2

7．离子交换法

某些晶体物质（如合成沸石分子筛）的金属阳离子（如Na+）可与其他阳离子交换。将其投入含有其他金属（如稀土族元素和某些贵金属）离子的溶液中，在控制的浓度、温度、pH条件下，使其他金属离子与 Na+进行交换。

本词条内容贡献者为:

张静 - 副教授 - 西南大学