贵金属催化剂之间可以组合使用,从而使得催化反应 的活性很大程度增加。而且贵金属与贵金属以外的金属形成不 同形貌不同比例的二元或多元合金,这样既可以降低贵金 属的使用量,还可以提高催化反应的选择性和使用寿命。不 只如此,当贵金属催化剂和不同的载体组合使用时,采用不同的制备方法得到的催化性能也千差万别。正是由于贵金属催化剂的协同作用,它的使用范围和研究领域也丰富多彩。贵金属催化剂的活性是衡量催化剂效能大小的标准。工业上通常以单位体积 ( 或重量) 催化剂在一定条件下,单位时间内所得到的产品数量来表示。金属催化剂主要包括块状催化剂(如电解银催化剂、融铁催化剂、铂网催化剂等)。广东自有品牌金属催化剂小试
影响催化剂活性的因素有哪些?助催化剂虽然本身对催化剂是没有什么太大作用的,但是却可以让金属催化剂的活性和稳定性有明显的提高,也正因此被称为是助催化剂。一般会在催化剂制备过程的时候,加入少于催化剂10%的用量。毒化剂和抑制剂。毒化剂可以降低催化剂的活性,甚至让其完全没有活性,也难以恢复到原先的活性状态,也由此得名。有一种现象叫做阻化,是让催化剂的活性在某个方面受到抑制,不过如果过后进行处理还是可以恢复原先的活性的。有些催化剂对毒化剂很是敏感,极少量的毒化剂使用,便使其完全失去了活性。浦东新区常用金属催化剂概述金属催化剂对某一种反应活性的高低与反应物吸附在催化剂表面后生成的中间物的相对稳定性有关。
金属催化剂按催化剂的活性组分是否负载在载体上分类:负载型金属催化剂。金属组分负载在载体上的催化剂,用以提高金属组分的分散度和热稳定性,使催化剂有合适的孔结构、形状和机械强度。大多数负载型金属催化剂是将金属盐类溶液浸渍在载体上,经沉淀转化或热分解后还原制得。制备负载型金属催化剂的关键之一是控制热处理和还原条件。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:单金属催化剂。单金属催化剂指只有一种金属组分的催化剂。例如1949年工业上首先应用的铂重整催化剂,活性组分为单一的金属铂负载在含氟或氯的η-氧化铝上。用途如:铑做催化剂用于汽车工业的废气排放的控制和对于磷配合物的合成,加氢反应和加氢甲酰化(即羰基化)。铂为催化剂的接触法制造硫酸,铂网催化剂用于氨氧化制硝酸等。
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,更小尺寸的颗粒常具有更高活性,因此粒径的大小成为评价负载型金属催化剂活性的重要因素。然而,中毒,结焦,纳米颗粒的烧结/团聚等现象,都会导致催化剂的失活。因此,将团聚的颗粒进行再分散,提高催化剂的利用率,是亟待解决的问题。氧化还原法:氧化还原方法是再分散很常用的方法,通常分别是基于O2和H2。这种方法在工业上很常用,很多都提到用该方法使催化剂得到再生。在此,以Au-TiO2催化剂为例(ACS Catal. 2012, 2, 1394−1403.)金属催化剂单位重量的催化剂具有的表面积叫比表面积。
为什么许多贵金属是良好的催化剂?贵金属的催化能力强大并不是因为它“贵”。诸如Ag、Au、Pd、Pt等金属作为单质而言,虽然价格高昂,但其却很少应用到催化反应中。但作为催化剂和配体配位后,他们就可以很好地体现催化作用了。它的根本上便是空d轨道的原因,可很好地形成配位键参与反应。可以说催化剂的反应活性与其参与配位的d电子所占比例呈正比。就很常见的Pd催化剂(70%以上的催化反应都是Pd催化的)而言,其d电子所占比例在0.4以上,可以说是过渡金属中top级别的,因此有着很高的反映活性。其他热门的催化剂如Ru、Rh、Pt、Ir原子中这部分d电子所占比的比例都在0.4以上。其二,是与吸附能力有关,容易脱附在某些基团。金属氧化物催化剂的主要催化活性组分是金属氧化物。普陀区实验室金属催化剂小试合成
金属催化剂分为均相催化剂和非均相催化剂。广东自有品牌金属催化剂小试
金属催化剂催化活性的经验规则。d带空穴与催化剂活性:例如,Ni催化苯加氢制环己烷,催化活性很高。Ni的d带空穴为0.6(与磁矩对应的数值,不是与电子对应的数值)。若用Ni-Cu合金则催化活性明显下降,因为Cu的d带空穴为零,形成合金时d电子从Cu流向Ni,使Ni的d空穴减少,造成加氢活性下降。又如Ni催化氢化苯乙烯制备乙苯,有较好的催化活性。如用Ni-Fe合金代替金属Ni,加氢活性下降。但Fe是d空穴较多的金属,为2.2。形成合金时,d电子从Ni流向Fe,增加Ni的d带空穴。这说明d带空穴不是越多越好。广东自有品牌金属催化剂小试
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