Anfang der 2000er Jahre galten diese Organokatalysatoren als „neue Generation“ und sind konkurrenzfähig zu herkömmlichen metall(-ionen)-haltigen Katalysatoren. Es wird angenommen, dass Organokatalysatoren ähnlich wie metallfreie Enzyme arbeiten, Katalysator preise indem sie z. Die Disziplin Organokatalyse wird in die Anwendung kovalenter (z.B. Prolin, DMAP) und nicht-kovalenter (z.B. Thioharnstoff-Organokatalyse) Organokatalysatoren unterteilt, die sich auf die bevorzugte Katalysator-Substrat-Bindung bzw.
Schwarze Katalysatormaterialien haben in der Regel eine geringere Oberfläche als ihre geträgerten Gegenstücke. Kohlenstoff ist das vielversprechendste Trägermaterial aufgrund seiner extrem großen Oberfläche, seiner guten elektrischen Leitfähigkeit und seiner inhärenten Inertheit in Brennstoffzellengeräten. Wir entwickeln und produzieren Katalysatoren für mobile Emissionen sowie Prozesskatalysatoren und -technologien für ein breites Spektrum von Kunden weltweit. Der Geschäftsbereich Katalysatoren bietet auch die Beschaffung und den Verkauf von Edelmetallen sowie damit verbundene Dienstleistungen an. Durch kontinuierliche Prozess- und Produktinnovationen bauen wir unsere führende Rolle in der Katalysatortechnologie weiter aus. Die BASF ist außerdem ein führender Lieferant von Kathodenmaterial für Batteriehersteller von Elektrofahrzeugen auf der ganzen Welt.
Im Allgemeinen ist alles, was die Geschwindigkeit eines Prozesses erhöht, ein „Katalysator“, ein Begriff, der sich aus dem Griechischen καταλύειν ableitet, was „aufheben“, „lösen“ oder „aufheben“ bedeutet. Das Konzept der Katalyse wurde von der Chemikerin Elizabeth Fulhame erfunden und 1794 in einem Buch beschrieben, das auf ihren neuartigen Arbeiten zu Oxidations-Reduktions-Experimenten beruht. Die erste chemische Reaktion in der organischen Chemie, bei der ein Katalysator verwendet wurde, wurde 1811 von Gottlieb Kirchhoff untersucht, der die säurekatalysierte Umwandlung von Stärke in Glukose entdeckte. Der Begriff Katalyse wurde später von Jöns Jakob Berzelius im Jahr 1835 verwendet, um Reaktionen zu beschreiben, die durch Substanzen beschleunigt werden, die nach der Reaktion unverändert bleiben. Fulhame, die noch vor Berzelius arbeitete, verwendete bei ihren Reduktionsexperimenten nicht Metalle, sondern Wasser. Jahrhunderts, die sich mit der Katalyse befassten, waren Eilhard Mitscherlich, der sie als Kontaktprozesse bezeichnete, und Johann Wolfgang Döbereiner, der von Kontaktwirkung sprach.
Beispiele für solche Reaktionen sind Wasserstoffoxidation, Wasserstoffentwicklung, Sauerstoffreduktion, Wasseroxidation usw. Katalysatormaterialien verringern die Aktivierungsenergie von Reaktionen und ermöglichen so die Herstellung hocheffizienter elektrochemischer Geräte, die Wunder bewirken. Der Begriff „Katalysator“ ist ein relativ neuer Bestandteil der englischen Sprache und tauchte erstmals Anfang des 20. Er wurde aus dem Wort Katalyse gebildet, einem anderen Begriff aus der Chemie, der sich auf eine Veränderung und insbesondere eine Erhöhung der Geschwindigkeit einer chemischen Reaktion bezieht, die durch chemisch unverändertes Material am Ende der Reaktion hervorgerufen wird.
Der Nobelpreis für Chemie 2021 wurde gemeinsam an Benjamin List und David W.C. MacMillan „für die Entwicklung der asymmetrischen Organokatalyse“ verliehen. Der Katalysator ist auf einem zweiten Material dispergiert, das die Wirksamkeit erhöht oder die Kosten minimiert. Träger verhindern oder minimieren die Agglomeration und das Sintern kleiner Katalysatorteilchen und legen eine größere Oberfläche frei, so dass Katalysatoren auf einem Träger eine höhere spezifische Aktivität aufweisen. Manchmal ist der Träger nur eine Oberfläche, auf die der Katalysator aufgetragen wird, um die Oberfläche zu vergrößern.
In den 1940er Jahren wurde der Begriff Katalysator im übertragenen Sinne für jemanden oder etwas verwendet, das schnell eine Veränderung oder Aktion bewirkt. Die Herstellung von Ammoniak ist einer der größten und energieintensivsten Prozesse. Beim Haber-Verfahren wird Stickstoff mit Wasserstoff über einem Eisenoxid-Katalysator kombiniert. Methanol wird aus Kohlenmonoxid oder Kohlendioxid hergestellt, wobei Kupfer-Zink-Katalysatoren verwendet werden. 2 CO + 2 NO → 2 CO2 + N2Ein altes, aber immer noch wichtiges Verfahren im Bereich der synthetischen Kraftstoffe ist die Fischer-Tropsch-Synthese von Kohlenwasserstoffen aus Synthesegas, das seinerseits durch Wasser-Gas-Shift-Reaktionen, katalysiert durch Eisen, hergestellt wird.
Während der Reaktion zwischen den chemischen Zwischenprodukten und den Reaktanten wird der Katalysator regeneriert. Die Art und Weise der Reaktionen zwischen den Katalysatoren und den Reaktanten ist sehr unterschiedlich und bei festen Katalysatoren oft sehr komplex. Typische Reaktionen sind Säure-Base-Reaktionen, Oxidations-Reduktionsreaktionen, die Bildung von Koordinationskomplexen und die Bildung von freien Radikalen. Bei festen Katalysatoren wird der Reaktionsmechanismus stark von Oberflächeneigenschaften und elektronischen oder kristallinen Strukturen beeinflusst.
Bei der Direktmethanol-Brennstoffzelle muss dem Platin Ruthenium als Katalysator hinzugefügt werden (auch als Platin-Ruthenium-Legierung bezeichnet), um die elektrochemische Oxidation des alkoholischen Brennstoffs zu erleichtern. 2 H2O2 → 2 H2O + O2Diese Reaktion läuft ab, weil die Reaktionsprodukte stabiler sind als der Ausgangsstoff. Tatsächlich ist die Zersetzung von Wasserstoffperoxid so langsam, dass Wasserstoffperoxidlösungen im Handel erhältlich sind. Diese Reaktion wird durch Katalysatoren wie Mangandioxid oder das Enzym Peroxidase in Organismen stark beeinflusst.
Auf diese Weise wird die besonders starke Dreifachbindung des Stickstoffs gebrochen, was in der Gasphase aufgrund ihrer hohen Aktivierungsenergie äußerst ungewöhnlich wäre. Dadurch wird die Aktivierungsenergie der Gesamtreaktion gesenkt, und die Reaktionsgeschwindigkeit steigt. Ein weiterer Anwendungsbereich für einen heterogenen Katalysator ist die Oxidation von Schwefeldioxid an Vanadiumoxid zur Herstellung von Schwefelsäure. In der Elektrochemie, insbesondere in der Brennstoffzellentechnik, werden verschiedene metallhaltige Katalysatoren verwendet, um die Geschwindigkeit der Halbreaktionen in der Brennstoffzelle zu erhöhen.
Bei Zugabe einer kleinen Menge Mangandioxid reagiert das Wasserstoffperoxid schnell. Das Mangandioxid wird bei der Reaktion nicht verbraucht und kann daher unverändert zurückgewonnen und unbegrenzt wiederverwendet werden. MK-181 PRIME™ Hochleistungskatalysator für die Methanolsynthese, geeignet für die Herstellung von erneuerbarem Methanol. RK-400R Neueste Generation von vorreduzierten, alkalifördernden Reforming-Katalysatoren, die für Einsatzstoffe von Erdgas bis LPG verwendet werden. RK-400 Neueste Generation von Reforming-Katalysatoren mit niedrigem Alkaligehalt, die für Einsatzstoffe von Erdgas bis Flüssiggas verwendet werden. MK-317 SUSTAIN™ Hochleistungskatalysator für die Methanolsynthese, geeignet für die Herstellung von erneuerbarem Methanol.
