前言：

   催化在人類文明進(jìn)步與世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展中扮演著非常重要的角色。它能夠以一種高效，綠色和經(jīng)濟(jì)的方式將原材料轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂懈吒郊又档幕ぎa(chǎn)品和燃料等，因而被廣泛應(yīng)用于能源，化工，食品，醫(yī)藥，電子等各個領(lǐng)域。目前，全世界90%以上的化學(xué)生產(chǎn)過程都離不開催化。毫不夸張地說，催化領(lǐng)域的每一次重大突破，都極大地改變了人類的生產(chǎn)與生活方式。今天簡單地盤點一些工業(yè)催化領(lǐng)域中重要的催化反應(yīng)和催化劑，因內(nèi)容較多，文章一共分為三部分，本文是第三部分。

   十二、均相催化（絡(luò)合催化）

   均相催化的建立：1964年，英國化學(xué)家G. Wilkinson開發(fā)了一種RhCl(PPh3)3催化劑，在烷烴溶液中實現(xiàn)了烯烴的催化氫化，開啟了絡(luò)合催化的新時代。Wilkinson的貢獻(xiàn)不僅在于建立了高效的均相催化體系，發(fā)現(xiàn)了絡(luò)合催化劑設(shè)計的結(jié)構(gòu)規(guī)律；他所創(chuàng)建的研究方法，所采用的有機(jī)膦配體等都直接影響了其后幾十年的研究與工業(yè)開發(fā)。1973年，G. Wilkinson與E. Fischer共享了諾貝爾化學(xué)獎（對金屬有機(jī)化合物化學(xué)性質(zhì)的開創(chuàng)性研究）。

   不對稱催化：1968年，美國孟山都公司的W.S.Knowles應(yīng)用手性膦配體與金屬銠形成的絡(luò)合物為催化劑，在世界上第一個發(fā)明了不對稱催化氫化反應(yīng)，開創(chuàng)了均相不對稱催化合成手性分子的先河。以這一反應(yīng)為基礎(chǔ)，20世紀(jì)70年代初Knowles在孟山都公司利用不對稱氫化方法實現(xiàn)了工業(yè)合成治療帕金森病的L-多巴這一手性藥物。這不僅僅成為了世界上第一例手性合成工業(yè)化的例子，而且更重要的是成為了不對稱催化合成手性分子的一面旗幟，極大地促進(jìn)了這個研究領(lǐng)域的發(fā)展。1985年，日本科學(xué)家Noyori成功地合成了著名的BINAP雙膦配體。雙齒配體形成的催化劑由于強(qiáng)的剛性，使得反應(yīng)光學(xué)選擇性提高，尤其是具有C2對稱軸可有效地減少過渡態(tài)的構(gòu)象數(shù)量，使催化活性片段更加單一。1980年美國科學(xué)家Sharpless報道了用手性鈦酸酯及過氧叔丁醇對烯丙基醇進(jìn)行氧化，后在分子篩的存在下，利用四異丙基鈦酸酯和酒石酸二乙酯(5～10 mol %)形成的絡(luò)合物為催化劑對烯丙基醇進(jìn)行氧化，實現(xiàn)了烯烴的不對稱環(huán)氧化反應(yīng)。在此后的將近10年時間里，從實驗和理論兩方面對這一反應(yīng)進(jìn)行了改進(jìn)和完善，使之成為不對稱合成研究領(lǐng)域的又一個里程碑。2001年，Knowles，Noyori和Sharpless共同獲得了諾貝爾化學(xué)獎（對手性催化氫化/氧化反應(yīng)的研究）。

   不對稱合成目前在藥物合成和天然產(chǎn)物全合成中都有十分重要的地位。當(dāng)今世界常用的化學(xué)藥物中手性藥物占據(jù)了超過60%的比例。

   十三、三效催化劑（three way catalyst）——汽車尾氣催化劑

   1974年，第一個空氣清潔法在美國實施，當(dāng)時只控制CO和HC，所采用的汽車尾氣處理催化劑為Pt-Pd氧化型催化劑；后來隨著光化學(xué)煙霧對空氣的破壞越來越嚴(yán)重，NOx也成為了空氣排放的重要指標(biāo)。1989年，福特汽車公司首次在試驗中將Pd/Rh催化劑作為三效催化劑的組成部分,同時對CO、HC、NOx三種有害物起催化凈化作用.三效催化劑從此成為汽車尾氣處理工業(yè)的經(jīng)典催化劑。

   十四、甲醇制烴（分子篩催化劑）

   1975年，美國Mobil石油公司成功開發(fā)了一系列高硅鋁比的沸石分子篩，命名為Zeolite Socony Mobil（ZSM）。其中ZSM-5可使甲醇全部轉(zhuǎn)化為各種烴類物質(zhì)，尤其對高辛烷值汽油具有優(yōu)良的選擇性。1979年，新西蘭政府利用天然氣建成了全球首套MTG（methanol to gasoline）裝置，其能力為75萬噸/年。此后，取得突破性進(jìn)展的是UOP和Norsk Hydro兩公司合作開發(fā)的以UOP MTO-100為催化劑的UOP/Hydro的MTO工藝。

   備注：國內(nèi)，由劉中民院士等領(lǐng)導(dǎo)的甲醇制烯烴國家工程實驗室在甲醇制烯烴領(lǐng)域取得了一系列成果，開發(fā)了DMTO工藝，并成功投產(chǎn)。DMTO工業(yè)化技術(shù)研發(fā)成功，對于減少我國石油進(jìn)口、開辟我國烯烴產(chǎn)業(yè)新途徑具有重要意義。同時，這也標(biāo)志著我國甲醇加工能力將由萬噸級裝置一舉跨越到百萬噸級大型裝置。DMTO成套技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用，無論從經(jīng)濟(jì)上還是戰(zhàn)略上對我國發(fā)展新型煤化工產(chǎn)業(yè)、實現(xiàn)“石油替代”的能源戰(zhàn)略都具有極其重要的意義。2010年甲醇制烯烴國家工程實驗室與合作單位研發(fā)的具有自主知識產(chǎn)權(quán)的DMTO技術(shù)成功應(yīng)用于世界首套煤制烯烴工業(yè)項目、國家示范工程神華包頭年產(chǎn)180萬噸甲醇制取年產(chǎn)60萬噸烯烴裝置，技術(shù)指標(biāo)達(dá)到國際領(lǐng)先水平。目前DMTO技術(shù)已實現(xiàn)技術(shù)實施許可1313萬噸烯烴/年，已投產(chǎn)646萬噸烯烴/年。

   十五、SCR反應(yīng)（Selective Catalytic Reduction）

   20世紀(jì)80年代開始，日本日揮株式會社（JGC Co.）等開發(fā)了釩基選擇性催化還原脫硝催化劑，并逐步發(fā)展成為目前成熟的工業(yè)化催化劑（V2O5-WO3(MoO3)/TiO2系列），在電廠脫硝中有著非常廣泛的應(yīng)用。目前，開發(fā)高效率、低成本的煙氣脫硝催化劑仍然是研究的熱點之一。

   十六、其它工業(yè)催化劑

   1977年左右，荷蘭殼牌石油公司等開發(fā)了Ni/膦螯合物，實現(xiàn)了a-烯烴的生產(chǎn)，開創(chuàng)了合成油工業(yè)。

   1983年左右，意大利的Enichem公司開發(fā)了鈦硅分子篩TS-1，后應(yīng)用于烯烴的環(huán)氧化、環(huán)己酮的氨氧化、醇類的氧化、飽和烴的氧化和芳烴（苯酚及苯）的羥基化等領(lǐng)域。

   1984年左右，Ruhrchemie公司采用的水溶性銠催化劑（磺化的膦的堿金屬鹽作為配體）實現(xiàn)了低碳烯烴的氫甲?；?；20世紀(jì)90年代，Davy公司和Dow公司聯(lián)合開發(fā)出了銠-雙亞磷酸酯為催化劑的丙烯羰基化工藝，隨后三菱公司也開發(fā)了類似的催化劑，該工藝是目前世界上最先進(jìn)的工藝。氫甲?；磻?yīng)是用烯烴生產(chǎn)高碳醛和醇的經(jīng)典方法，在工業(yè)上有著重要應(yīng)用。

   1985年德國漢堡大學(xué)的W.Kaminsky利用茂金屬催化劑合成等規(guī)聚丙烯（iPP），使茂金屬催化劑真正具有了應(yīng)用價值。1991年，Exxon 公司首次將茂金屬催化劑應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)。茂金屬催化體系目前已經(jīng)廣泛用于聚烯烴的生產(chǎn)，用茂金屬催化體系生產(chǎn)出來的聚烯烴，不僅改善了聚烯烴制品的機(jī)械性能、熱性能、透明性等綜合性能，也極大地拓展了聚烯烴的應(yīng)用范圍，這種新的催化體系對聚烯烴領(lǐng)域產(chǎn)生巨大影響。