Kataliza heterogeniczna

Kataliza heterogeniczna (niejednorodna) – rodzaj katalizy, polegającej na tym, że katalizator i reagenty znajdują się w różnych fazach termodynamicznych^[1]. Podczas tego rodzaju zjawiska właściwa reakcja zachodzi na granicy faz katalizator–substraty. W odróżnieniu od katalizy homogenicznej, gdzie reagenty oraz katalizator znajdują się w tej samej fazie termodynamicznej, typowym przykładem dla katalizy heterogenicznej jest katalizator w stanie stałym, przy obecności substratów w formie cieczy bądź gazów. Jednak różnorodność faz może również odnosić się do dwóch cieczy (np. wody i oleju), które nie rozpuszczają się w sobie nawzajem. Układ ten pozwala zaobserwować granicę między tymi dwiema cieczami^[2].

Typowy przebieg zjawiska zaistnienia katalizy niejednorodnej przebiega kolejno^[3]:

1. Transport substratów reakcji z wnętrza fazy gazowej do zewnętrznej powierzchni katalizatora
2. Dyfuzja substratów w porach katalizatora do jego powierzchni wewnętrznej (w przypadku katalizatorów porowatych)
3. Chemisorpcja przynajmniej jednego z substratów na powierzchni katalizatora
4. Reakcja powierzchniowa, w której następuje przekształcenie zaadsorbowanych substratów i powstanie produktów reakcji
5. Desorpcja produktów z powierzchni katalizatora,
6. Transport produktów od wewnętrznej i zewnętrznej powierzchni katalizatora do wnętrza fazy gazowej.

Etapy 1, 2 i 6 to procesy natury fizycznej i zależą od właściwości fizycznych reagentów oraz tekstury katalizatora. Etapy 3–5 są natury chemicznej, ich szybkość zależy od rodzaju i struktury katalizatora.