(一)催化作用

在化學反應體(ti) 係中加入少量某些物質，可以極大地改變反應速度，而在反應終了時，所 加入的這些少量物質的性質和數量均不發生變化。這些物質稱為(wei) 催化劑，而催化劑對化學反 應的這種影響稱為(wei) 催化作用。 催化劑可以加快反應速度，稱為(wei) 正催化作用；催化劑也可以遲滯和減慢反應速度，稱為(wei) 負催化作用。在一般的化學反應和大氣汙染控製中，絕大多數情況下利用的是催化劑的正催化作用。

由於(yu) 反應體(ti) 係的不同和催化劑的形態不同，催化反應可分為(wei) 均相催化與(yu) 非均相催化(多 相催化)。反應物和催化劑為(wei) 同一相時稱為(wei) 均相催化，反應物與(yu) 催化劑為(wei) 不同相時稱為(wei) 非均 相催化。在大氣汙染控製中，反應物皆為(wei) 氣體(ti) ，所得產(chan) 物亦為(wei) 氣體(ti) ，而所用催化劑絕大部分 為(wei) 固體(ti) 物質，因此，在大氣汙染控製中的催化反應皆屬於(yu) 氣-固多相催化反應。

(二)吸附與催化

固體(ti) 的表麵能吸附各種氣體(ti) 或液體(ti) 分子，吸附速度、吸附量和吸附類型與(yu) 固體(ti) 和被吸附 分子的性質以及吸附條件有關(guan) 。這種吸附現象與(yu) 多相催化作用有著密切的關(guan) 係。

吸附分為(wei) 物理吸附與(yu) 化學吸附，物理吸附一般在低溫下進行，且吸附熱較小。化學吸附 是被吸附分子與(yu) 固體(ti) 發生了某種化學反應，具有化學反應的性質，吸附溫度較高，吸附熱數 值較大。在多數情況下，進行多相催化反應的最適溫度恰好與(yu) 反應物進行化學吸附的溫度一 致，因此一般認為(wei) ，化學吸附是多相催化過程的必經階段之一。

根據吸附與(yu) 催化關(guan) 係，在氣-固催化反應中反應是按如下步驟進行⑵：

(1)氣相中的反應物擴散到催化劑表麵上；

(2)催化劑吸附一種或幾種反應物；

(3)在催化劑表麵上，吸附的反應物之間或吸附的反應物與(yu) 氣相中的反應物之間進行化 學反應；

(4)生成物從(cong) 催化劑表麵上解吸；

(5)生成物離開催化劑擴散到氣相中。

其中步驟(3)往往是決(jue) 定催化反應速度的步驟。

(三)催化作用與反應速度

在化學反應中，由反應物變為(wei) 產(chan) 物，反應物分子的原子或原子團必須重新組合，也就是 說在反應過程中，反應物分子的某些化學鍵斷裂，在產(chan) 物分子中則有新鍵生成。能夠進行這 樣反應的分子必須具有足夠的能量，具有這樣能量的分子稱為(wei) 活化分子。處於(yu) 活化狀態能進 行反應的分子所具有的最低能量與(yu) 普通分子所具有的平均能量之差稱為(wei) 該反應的活化能。 對於(yu) 非催化反應，要使反應能順利進行，就必須使活化分子數量增多，最常用的方法就 是提高反應係統溫度，但這樣做在生產(chan) 上受到很多限製，且很多情況下對反應速率的增加效 果也不理想。

對於(yu) 催化反應，則是借助於(yu) 催化劑的作用使反應的活化能降低，使達到活化狀態的分子 數量增多，從(cong) 而加快了反應速率。催化劑使反應活化能降低的主要原因是由於(yu) 在催化劑的作 用下使反應沿著新的途徑進行，新的反應途徑往往是由一係列的基元反應組成的，每個(ge) 基元 反應的活化能均小於(yu) 非催化反應的活化能，從(cong) 而使反應速率加快。

根據阿累尼烏(wu) 斯公式，反應速率常數按式(6-16)計算：

K = Ae-E/RT (6-16)

式中，K為(wei) 反應速率常數；A為(wei) 頻率因素；E為(wei) 活化能；R為(wei) 氣體(ti) 常數；T為(wei) 絕對溫度。 因」比選用良好的催化劑降低了反應的活化能，即可使反應速率提高。