吸附与催化的关系如何?

催化循环包括扩散、化学吸附、表面反应、脱附和反向扩散五个步骤。化学吸附是多相催化过程中的一个重要环节。而且，反应物分子在催化剂表面上的吸附地，决定着反应物分子被活化的程序以及催化过程的性质，例如活性和选择性。因此研究反应物分子或探针分子在催化剂表面上的吸附，对于阐明反应物分子与催化剂表面相互作用的性质、催化作用的原理以及催化反应的机理具有十分重要的意义。 化学吸附是一种界面现象，它与催化、腐蚀、黏结等有密切的关系，对它的研究具有重要的科学和实用价值。多年来，人们采用多种现代谱学技术并与常规的表征手段结合，从分子水平考察化学吸附层的表面结构、吸附态以及分子与表面作用的能量关系，获得了广泛深入的研究结果，形成表面科学这一重要的学术领域，化学吸附也就成为重要的组成部分。 化学吸附与多相催化密切相关，首先固体只有当其对反应物分子具有化学吸附能力时，才有可能催化其反应。在复相催化中，多数属于固体表面催化气相反应，它与固体表面吸附紧密相关。在这类催化反应中，至少有一种反应物是被固体表面化学吸附时，而且这种吸附是催化过程的关键步骤。在固体表面的吸附层中，气体分子比气相中高得多，但是催化剂加速反应一般并不是表面浓度增大的结果，而主要是因为被吸附分子、离子或基团具有高的反应活性。气体分子在固体表面化学吸附时可能引起离解、变形等，可以大大提高它们的反应活性。因此，化学吸附的研究对阐明催化机理是十分重要的。化学吸附与固体表面结构有关。表面结构化学吸附的研究中有许多新方法和新技术，例如场发射显微镜、场离子显微镜、低能电子衍射、红外光谱、核磁共振、电子能谱化学分析、同位素交换法等。其中场发射显微镜和场离子显微镜能直接观察不同晶面上的吸附以及表面上个别原子的位置，故为各种表面的晶格缺陷、吸附性质及机理的研究提供了Z直接的证据。