催化剂的转化率是什么(催化剂转化效率)

导语：评价催化剂性能的重要参数：转化数TON和转化频率TOF，要如何计算

一、 TON

转化数（Turnover Number，TON）表示在一定温度、压力、反应物比例和一定的反应程度下，单位活性位点上发生催化反应的次数或生成目标产物的数目或消耗反应物的数目，是光（电）催化剂稳定性的量度，即在完全失活前，活性位点可以维持的转化数。

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由于光催化剂的活性位点数通常难以确定，所以通常将反应电子数与光（电）催化剂原子数或光（电）催化剂表面原子数的比值用作TON的计算。反应电子数根据释放出产物的量计算获得。

因为光（电）催化剂原子数>活性位点的原子数，所以通过式（2）和式（1）计算的TON数值<真实TON，因此用光（电）催化剂的质量为基准对催化活性进行归一化是不准确的，即mmol·h⁻¹·g⁻¹是无法完全真实衡量光（电）催化剂的催化活性。虽然光（电）催化剂的用量适用于特定的实验条件，但光催化活性通常与光（电）催化剂的量不成比例，因此对于每个不同的实验体系，都应该优化光（电）催化剂的用量。

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二、TOF

转化频率（Turnover Frequency，TOF）表示在一定温度、压力、反应物比例和一定的反应程度下，单位时间内、单位活性位点上发生催化反应的次数或生成目标产物的数目或消耗反应物的数目，是表示催化反应速率的重要指标参数，TOF数值可反映催化剂的本征活性。

目前评价催化剂活性的体系中，可用比表面积测试（BET）来确定催化剂活性位点的数量，或者通过电化学测量。

TOF数值不能简单的通过TON与时间的比值来计算，用于计算TOF数值的数据需要注意以下问题：

1. 一般公认数值是在转化率<10%的数据，即此时的反应器相当于一个微分反应器；

2. 应该排除反应物或产物在催化剂内外扩散的影响；

3. 可利用瞬时反应速率来计算TOF数值。

在均相电化学反应中，TOF仅代表在反应扩散层中靠近电极表面催化剂的活性，与主体电解液中的催化剂无关。

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该公式应用于结构单一且表面均匀的材料时较为准确，然而实际催化剂的组成和表面结构较为复杂，导致很难得到准确的TOF值，如何获得较为准确的TOF值仍然是较大的挑战，但TOF仍然可以作为比较同一类型催化剂活性的重要参数。

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