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在催化反應(yīng)中,，有一些化學(xué)轉(zhuǎn)化反應(yīng)可能涉及一個(gè)或多個(gè)反應(yīng)步驟,，第一步反應(yīng)的生成物可能是第二步反應(yīng)的反應(yīng)物,，通常稱(chēng)之為串聯(lián)催化反應(yīng),。 

串聯(lián)催化反應(yīng)指的是兩個(gè)及兩個(gè)以上的獨(dú)立反應(yīng)在催化反應(yīng)體系中相繼發(fā)生的過(guò)程。 

串聯(lián)催化反應(yīng)過(guò)程中不需要另外分離和提純的步驟,，可以減少反應(yīng)步驟,、能量消耗和副產(chǎn)物的產(chǎn)生，可以最大化節(jié)省反應(yīng)物用量,，有效提升催化反應(yīng)的效率。 

串聯(lián)催化反應(yīng)中,，所有催化劑在實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備階段均已加入到催化反應(yīng)體系中,，在催化反應(yīng)過(guò)程中無(wú)需添加催化劑，有效優(yōu)化復(fù)雜的反應(yīng)過(guò)程,。

串聯(lián)催化反應(yīng)中的串聯(lián)可以有兩種含義： 

①兩種不同的催化反應(yīng)機(jī)理同時(shí)作用,； 

②催化反應(yīng)一個(gè)接一個(gè)地連續(xù)進(jìn)行。

串聯(lián)催化反應(yīng)通常分為 

1. 正交串聯(lián)催化反應(yīng) 

2. 自串聯(lián)催化反應(yīng) 

3. 輔助串聯(lián)催化反應(yīng)

1. 正交串聯(lián)催化反應(yīng) 

正交串聯(lián)催化的特征是互相獨(dú)立,，正交催化過(guò)程中會(huì)涉及到兩種及兩種以上不同作用且互不干擾的催化劑,，如示意圖1所示,，反應(yīng)物A首先與催化劑A進(jìn)行反應(yīng)，得到產(chǎn)物A,，在進(jìn)行下一級(jí)反應(yīng)時(shí),，產(chǎn)物A作為反應(yīng)物B與催化劑B進(jìn)行反應(yīng)生成產(chǎn)物B。 

在正交串聯(lián)催化反應(yīng)中,，一旦發(fā)生催化反應(yīng)A,，生成產(chǎn)物A，兩個(gè)催化反應(yīng)將同時(shí)進(jìn)行,。 正交串聯(lián)催化反應(yīng)因整個(gè)反應(yīng)體系中包含兩種及兩種以上的催化劑,，可有效避免因單一催化劑造成的反應(yīng)局限性。

圖1. 正交串聯(lián)催化反應(yīng)示意圖

2. 自串聯(lián)催化反應(yīng) 

自串聯(lián)催化反應(yīng)指的是通過(guò)單一催化劑進(jìn)行反應(yīng),，反應(yīng)過(guò)程包含兩種及兩種以上的不同反應(yīng)機(jī)理,。在自串聯(lián)催化反應(yīng)開(kāi)始前，需事先將反應(yīng)中所需要的所有反應(yīng)物和催化劑加入到反應(yīng)體系中,，在觸發(fā)第一個(gè)催化反應(yīng)后,，其他后續(xù)反應(yīng)會(huì)自發(fā)地接連發(fā)生，如圖2所示,，反應(yīng)物A通過(guò)催化劑A轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物A,，然后產(chǎn)物A作為反應(yīng)物B進(jìn)入下一個(gè)反應(yīng)，再次通過(guò)催化劑A得到產(chǎn)物B,。 

在理想狀態(tài)下,，自串聯(lián)催化反應(yīng)是根據(jù)反應(yīng)物分子的轉(zhuǎn)化依次進(jìn)行的，但宏觀意義上,，他們是同時(shí)反應(yīng)的,。

圖2. 自串聯(lián)催化反應(yīng)示意圖

3. 輔助串聯(lián)催化反應(yīng) 

輔助串聯(lián)催化反應(yīng)是在反應(yīng)過(guò)程中，通過(guò)改變?cè)械姆磻?yīng)條件來(lái)改變催化反應(yīng)機(jī)理,，可以擴(kuò)大原本單一催化劑的催化轉(zhuǎn)化范圍,、性能和選擇性，如圖3所示,，催化劑A可完成第一步催化反應(yīng)過(guò)程,，當(dāng)向反應(yīng)體系中添加輔助試劑后，催化劑A轉(zhuǎn)變?yōu)榇呋瘎〣,，對(duì)反應(yīng)物進(jìn)行催化轉(zhuǎn)化,。 

與自串聯(lián)催化反應(yīng)不同的是，輔助串聯(lián)催化反應(yīng)中的兩種反應(yīng)不能同時(shí)發(fā)生,。

圖3. 輔助串聯(lián)催化反應(yīng)示意圖

針對(duì)以上不同類(lèi)型的串聯(lián)催化反應(yīng),，泊菲萊科技推出適用于非均相串聯(lián)催化反應(yīng)裝置——PLS-MRRS催化反應(yīng)系統(tǒng)，適用于甲烷重整反應(yīng),、甲醇-H₂O重整反應(yīng),、CO₂還原反應(yīng),、加氫反應(yīng)、費(fèi)托合成,、VOCs降解和CO氧化反應(yīng)等催化反應(yīng)類(lèi)型,。 PLS-MRRS催化反應(yīng)系統(tǒng)采用固定床式反應(yīng)器類(lèi)型，可允許氣體和液體同時(shí)參與反應(yīng),，可根據(jù)自身反應(yīng)需要選擇單一反應(yīng)爐或多個(gè)反應(yīng)爐,，目前最多可擴(kuò)展至四級(jí)串聯(lián)反應(yīng)爐。

 注：串聯(lián)催化反應(yīng)講解部分是筆者根據(jù)參考文獻(xiàn)進(jìn)行翻譯和匯總,，筆者水平有限,，如有錯(cuò)誤，請(qǐng)大家指正,！

參考文獻(xiàn)