Исторически сведения Всяко вещество, което увеличава скоростта на даден

Промоторите са вещества, които увеличават каталитичната активност, въпреки че не са сами по себе си катализатори.

Инхибитори, отрови и промотори
Освен скоростта, инхибиторът може да промени и селективността. Например, при редукцията на етина до етен, катализаторът е паладий (Pd) отчасти "отровен" с олово (II) ацетат (Pb(CH
3
COO)
2
). Без деактивирането на катализатора, произведеният етен ще бъде допълнително редуциран до етан.
Инхибиторът може да предизвика този ефект, например чрез селективно отравяне само на определени видове активни центрове.
Друг механизъм е модифициране на геометрията на повърхността, напр., при процеса хидрогениране големите равнинни части от повърхността на метала (Ni, Pd) функционират като места за катализиране на хидрогенолиза, докато центровете, катализиращи хидрогениране на ненаситените мастни киселини, са по-малки. Така, отрова, която покрива повърхността произволно, намалява броя на големите равнинни части от повърхността, но ще остави пропорционално повече по-малки места свободни, като по този начин се променя селективността на каталитичния процес (ограничава се хидрогенолизата и се стимулира хидрогенирането).

Материали за катализата
Протонните киселини са може би най-широко използваните катализатори,
особено за множеството реакции, протичащи във вода, включително хидролиза и нейната обратна реакция;
Многофункционалните твърди вещества често са каталитично активни,
например зеолити, алуминиев оксид, висши оксиди, графен, наночастици, наноточки и фасети на компактни материали.
Преходните метали често се използват за катализиране на редокс реакции
(окисление, хидрогениране). Примери за това са никел, като например Реней-никел за хидрогениране и ванадиев (V) оксид за окисление на серен диоксид до серен триоксид. Много каталитични процеси, особено тези, използвани в органичния синтез, изискват преходни метали, които включват паладий, платина, злато, рутений,
родий, иридий.

Материали за катализата
• Например, в процеса на Хабер- Бош, фино диспергирано желязо служи като катализатор за синтеза на амоняк от азот и водород. Реагиращите газове се адсорбират върху "активни центрове" на железните частици. При адсорбцията на реагиращите молекули, връзките им отслабват и се формират нови връзки между получените фрагменти отчасти поради пространствената им близост. По този начин особено силната тройна връзка в азота е отслабена и водородните и азотните атоми се свързват по-бързо, отколкото в газовата фаза, така че скоростта на реакцията се увеличава.
• Друга реакция, в която се прилага хетерогенен катализатор, е в контактния процес:
окисление на серен диоксид върху ванадиев (V) оксид за производство на сярна киселина.

Материали за катализата
Хетерогенните катализатори обикновено се нанасят върху втори материал, който повишава ефективността или намалява разходите за производството им. Понякога носителят е само повърхност, върху която катализаторът се разпределя (инертен носител), за да се увеличи повърхността му, но често носителят и катализаторът си взаимодействат, което се отразява и на каталитичната му активност. Носителите са порести материали с развита повърхност, най-често алуминиев оксид или различни видове активен въглен. Специализираните носители включват силициев диоксид,
титанов диоксид, калциев карбонат и бариев сулфат.

Материали за катализата
Някои така наречени катализатори са на практика пред-катализатори. Пред- катализаторите се превръщат в катализатори в хода на реакцията. Например,
катализаторът на Wilkinson RhCl(PPh3)3 губи един трифенилфосфинов лиганд преди да влезе в истинския каталитичен цикъл. Пред-катализаторите са по-лесни за съхранение, но лесно се активира in situ. Поради тази стъпка на предварително активиране, много каталитични реакции включват индукционен период.
Химичните съединения, които подобряват каталитичната активност, се наричат ко-кализатори или промотори в кооперативната катализа.

Значение на катализата
-
Индустриални приложения:
при преработка на нефта: нефтеното рафиниране интензивно използва катализата за алкилиране,
каталитичен крекинг (разкъсване на въглеводороди с дълги вериги на по-малки парчета), риформирг процес на нафта конверсия на парата
(превръщане на въглеводородите в синтез – газ). Дори газовете получени при изгарянето на изкопаеми горива се третират чрез катализа: Каталитични конвертори, обикновено съставени от платина и родий, разграждат някои от по-вредните странични продукти на автомобилните отработени газове;
⁻ Каталитични конвертори: обикновено са разработени на базата на Rh и
Pt, и разграждат някои от най-вредните странични продукти в отпадните газове от автомобилите:
2 CO + 2 NO → 2 CO
2
+ N
2

Значение на катализата
-
По отношение на синтетичните горива, един стар, но все още важен процес е синтезът на Фишер-Тропш на въглеводороди от синтез-газ, който се катализира от желязо.
-
Биодизелът и свързаните с него биогорива изискват преработка както с помощта на неорганични, така и на биокатализатори.
-
Горивните клетки разчитат на катализатори както за анодните, така и за катодните реакции.
-
Хранително-вкусова промишленост: Едно от най-очевидните приложения на катализата е хидрогенирането (редукция с водороден газ) на мазнини, използващи никелов катализатор за производство на маргарин. Много други храни се приготвят чрез биокатализа (вж. по-долу).

Значение на катализата
-
Насипни химикали: Някои от най-големите в мащаб химикали се произвеждат чрез каталитично окисление, често с помощта на кислород. Примерите включват получаване на азотна киселина (от амоняк), на сярна киселина (от серен диоксид до серен триоксид чрез камерен процес), на терефталова киселина от p-ксилен и на акрилонитрил от пропан и амоняк.
-
Фини химикали: Много фини химикали се получават чрез каталитични процеси. Примерите включват катализатор на Grubbs, реакцията на Хек и реакциите на Фридрел-Крафтс.
-
Тъй като повечето биоактивни съединения са хирални, много лекарства се произвеждат от енантиоселективен катализатор
(каталитичен асиметричен синтез).

Значение на катализата
-
Хранително-вкусова промишленост: Едно от най-очевидните приложения на катализата е хидрогенирането (редукция с водороден газ) на мазнини, използващи никелов катализатор за производство на маргарин. Много други храни се приготвят чрез биокатализа (вж. по-долу).
-
Биология: В природата ензимите са катализатори, участващи в метаболизма и катаболизма. Повечето биокатализатори са на протеинова основа, т.е. ензими, но други класове на биомолекули също проявяват каталитични свойства, включително рибозими, и синтетични деоксирибозими.

Значение на катализата
-
Биокатализаторите могат да се считат като междинни между хомогенни и хетерогенни катализатори, въпреки че строго казано разтворимите ензими са хомогенни катализатори, а мембранно-свързаните ензими са хетерогенни. Няколко фактора влияят върху активността на ензимите (и други катализатори), включително температура, рН, концентрацията на ензима, вида и концентрацията на субстратите и продуктите. Особено важен реагент в ензимни реакции е водата, която е продукт на много реакции, или реагент в процеси на разпад (напр. хидролиза). Ензимите се използват за приготвяне на много търговски продукти, включително високо фруктозния царевичен сироп и акриламида.

Значение на катализата
-
В околната среда: Катализата оказва въздействие върху околната среда, като повишава ефективността на промишлените процеси, но катализата също играе пряка роля в околната среда. Един от най-забележителните примери е каталитичната роля на свободните радикали на хлора в разграждането на озона. Тези радикали се формират от действието на ултравиолетовото лъчение върху хлорофлуорвъглеводородите (CFC):
Cl
·
+ O
3
→ ClO
·
+ O
2
ClO
·
+ O
·
→ Cl
·
+ O
2