1. 가변 산화 상태 :
* 전이 금속은 산화 상태를 쉽게 변경하여 화학 반응에서 전자 공여체 또는 수용체 역할을 할 수 있습니다. 이러한 유연성을 통해 촉매 사이클의 여러 단계에 참여하여 반응을 촉진 할 수 있습니다.
예를 들어, 일산화탄소의 이산화탄소로의 촉매 산화에서, 백금은 PT (0)에서 Pt (II)로, 후면으로 변할 수 있으며, 공정 동안 전자의 전달을 용이하게 할 수있다.
2. d 궤도의 가용성 :
* 전이 금속은 반응물 분자와 쉽게 결합을 형성 할 수있는 부분적으로 채워진 d 궤도를 가지고있다. 이를 통해 반응물이 촉매 표면에 흡착되어 서로 가까이 모여 상호 작용을 촉진 할 수 있습니다.
* D 궤도의 이용 가능성은 또한 반응 경로를 용이하게하는 중간 복합체의 형성을 허용한다.
3. 표면 복합체의 형성 :
* 전이 금속 촉매는 종종 반응물과 표면 복합체를 형성하여 전이 상태를 안정화시키고 반응이 발생하는 데 필요한 활성화 에너지를 낮 춥니 다.
* 이러한 표면 복합체는 또한 결합의 파손 및 형성을 촉진하여 반응을 전진시킬 수 있습니다.
4. 이종 촉매를 형성하는 능력 :
* 전이 금속은 이종 촉매를 생성하는 데 사용될 수 있으며, 여기서 촉매는 반응물과 다른 단계로 존재합니다. 이를 통해 생성물로부터 촉매를보다 쉽게 분리 할 수있어보다 효율적이고 재사용 가능합니다.
* 예는 수소화 반응을위한 니켈 기반 촉매 또는 산화 반응을위한 백금 기반 촉매를 포함한다.
5. 상승 효과 :
* 경우에 따라, 다른 전이 금속을 결합하면 시너지 효과가 발생하여 촉매 활성이 향상 될 수 있습니다. 예를 들어, 백금과 팔라듐의 조합을 사용하면 금속 단독을 사용하는 것보다 더 높은 촉매 효율을 달성 할 수 있습니다.
전이 금속 촉매의 예 :
* 철 : 암모니아 합성을위한 Haber-Bosch 공정에 사용됩니다.
* 니켈 : 수소화 반응에 사용하여 불포화 탄화수소를 포화 탄화수소로 전환시킨다.
* 플래티넘 : 유해한 배기 가스를 덜 유해한 물질로 변환하기 위해 촉매 변환기에 사용됩니다.
* 바나듐 : 황산 생산을위한 접촉 공정에 사용됩니다.
* 티타늄 : 중합 반응을 위해 Ziegler-Natta 촉매에 사용됩니다.
전반적으로, 전이 금속의 고유 한 전자 및 구조적 특성은 광범위한 화학 반응을위한 효율적인 촉매를 설계하기에 이상적인 후보를 만듭니다. 그러나, 전이 금속 화합물의 특정 촉매 활성은 조성, 구조 및 반응 조건에 의존한다.
