金属催化剂原理:由于金属键的形成,在讨论金属表面的活性中心结构时,必须考虑到构成活性中心的原子周围的很近邻和次近邻原子的影响。在金属体相内,每个原子周围都有相同数目的很近邻的原子,而在表面不同部位的原子,其很近邻原子的数目则不同。配位不饱和程度越大,对外来的被吸附分子的化学作用也越大。对于金属催化剂,可以利用一定数目的表面原子组成的原子集团(原子簇)来逼近整个金属的作用。原子簇所包含的原子数目越大,其作用将越接近实际情况,但对理论研究无疑将增加更大的困难。金属簇络合物可以用来作为金属原子簇活性中心的模型。金属催化作用中利用原子簇活性中心的概念,将使多相、均相和金属酶催化作用三大领域沟通起来。对金属催化剂的深入认识,要了解其吸附性能和化学键特性。杨浦区新型金属催化剂研发
金属催化剂的作用机理:金属和载体间的相互作用。在催化科学发展的初期,催化剂载体一直被认为是惰性的,只起到支撑、分散活性组分的简单作用,不会影响到催化剂的性能。Tauster等由此提出金属与载体之间可能存在着某种相互作用,从而在一定程度上减弱了气体的吸附。YZ效应在不同载体负载的金属催化剂上表现不同,在一些可被还原的氧化物载体上作用比较明显,如TiO,而且这种吸附性能随处理温度的变化是可逆的。Tauster将这些现象都归因于金属-载体强相互作用,简称SMSI。杨浦区新型金属催化剂研发鉴于金属键电子的高度离域性,研究金属催化作用时应首先考虑作为金属整体性质的电子迁移性。
通常,金属作为主要活性中心的催化剂有多种形式,可以表现为零价态的金属催化剂、具有可变价态的金属氧化物催化剂、离子形式的金属配合物催化剂等等。对于零价态的金属催化剂,金属一般是以零价形式存在,比如Ni、Pt、Pd、Ru等等。这类金属用于加氢的较多。段昊解释的加氢反应的中间产物图式,便是经典一例。对于具有可变价态的金属氧化物催化剂,通常是用在氧化反应中。一般而言该金属化合价可变,利于反应过程中传递电子,实现氧化。比如锰的氧化物形式的催化剂。
金属催化剂的作用机理:金属-载体间的相互作用。甲醇气相氧化羰基化合成碳酸二甲酯,使用的是负载型金属催化剂。负载金属催化剂通常由载体和金属化合物配合构成,载体由其骨架和配位基组成。负载型金属催化剂也相应的有:负载型金属化合物催化剂、负载型单金属络合物催化剂、负载型金属簇络合物催化剂、负载型双金属络合物催化剂等。近年来的研究表明,负载型金属催化剂基本上兼具无机物非均相催化剂与金属有机配合物均相催化剂的优点,它不但具有较高的活性和选择性,腐蚀性小,而且容易回收重复利用,且稳定性好。金属催化剂密度的大小,对流化性能、流化床的测量、设备的大小和催化剂的计量都有影响。
金属催化剂按催化剂活性组分是一种或多种金属元素分类:多金属催化剂。催化剂中的组分由两种或两种以上的金属组成。例如负载在含氯的γ-氧化铝上的铂-铼等双(多)金属重整催化剂。它们比前述只含铂的重整催化剂有更优越的性能,在这类催化剂中,负载在载体上的多种金属可形成二元或多元的金属原子簇,使活性组分的有效分散度很大程度提高。金属原子簇化合物的概念很早是从络合催化剂中来的,将其应用到固体金属催化剂中,可以认为金属表面也有几个、几十个或更多个金属原子聚集成簇。催化反应中,金属催化剂先吸附一种或多种反应物分子,从而使后者能够在金属表面上发生化学反应。金山区新型金属催化剂放大生产
对于负载型金属催化剂,催化剂的活性和寿命往往与其直径呈反比。杨浦区新型金属催化剂研发
什么是金属催化剂?金属催化剂是以金属为主要活性组分的固体催化剂。主要是贵金属及铁、钴、镍等过渡元。金属催化剂是一类重要的工业催化剂。主要包括块状金属催化剂,如电解银催化剂、融铁催化剂、铂网催化剂等;分散和负载型催化剂,如Pt-Re-∕η-Al2O3重整催化剂、Ni/Al2O3加氢催化剂;合金催化剂,金属互化物催化剂;金属簇状物催化剂。过渡金属作催化剂的原因:因为过度金属有d轨道电子,或者有空的d轨道,在化学反应中可以提供空轨道充当亲电试剂,或者提供孤对电子充当亲核试剂,形成中间产物,降低反应活化能,促进反应进行。杨浦区新型金属催化剂研发
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