안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.
촉매독현상은 특정 불순물 분자가 촉매 표면의 활성 자리에 반응물보다 훨씬 강하게 결합하여 반응물의 접근을 차단하거나, 촉매의 전자적, 구조적 성질을 변형시켜 반응성을 마비시키는 현상입니다. 이와 관련하여 몇 가지 방법을 설명해 드리도록 하겠습니다.
첫째로 활성 자리의 강한 화학 흡착에 의한 것은 촉매 반응이 일어나려면 반응물이 촉매 표면의 활성 자리에 일시적으로 흡착되어야 하지 독 물질이 반응물보다 훨씬 높은 결합 에너지를 가지고 단단히 붙어버리면, 반응물이 들어앉을 자리가 사라집니다. 둘째로 전자 구조 변형에 의한 것으로 촉매 표면에 결합한 독 물질이 주변 촉매 금속 원자의 전자 밀도를 끌어당기거나 제공하여 화학적 성질을 바꾸어 독 물질이 직접 붙은 자리뿐만 아니라, 그 주변에 있는 이웃 금속 원자들까지 d-궤도함수의 전자 상태가 달라지면서 반응물을 활성화하는 능력을 잃게 됩니다. 셋째로 석유화학 공정 등에서 발생하는 불순물이나 유기 부반응물이 다공성 촉매 내부의 미세한 구멍 입구를 물리적으로 막아버버려 반응물이 촉매 내부 깊은 곳의 활성 자리로 이동하는 경로가 차단됩니다. 마지막으로 독 물질이 촉매 표면 원자와 화학적으로 반응하면서 표면의 원자 배열 구조를 변형시키거나, 고르게 분산되어 있던 미세 나노 입자들을 서로 뭉쳐지게 만들어 전체 활성 표면적을 비약적으로 줄여버립니다.