贵金属催化剂一种能改变化学反应速度而本身又不参与反应很终产物的贵金属材料。几乎所有的贵金属都可用作催化剂,但常用的是铂、钯、铑、银、钌等,其中尤以铂、铑应用很广。它们的d电子轨道都未填满,表面易吸附反应物,且强度适中,利于形成中间“活性化合物”,具有较高的催化活性,同时还具有耐高温、抗氧化、耐腐蚀等综合优良特性,成为很重要的催化剂材料。随着科学技术的不断进步,贵金属催化剂将会在一些新领域中继续发挥重要作用。当然,由于贵金属资源稀少、价格昂贵,人们也在不断研究开发非贵金属或低含量贵金属催化剂。由于贵金属资源稀少、价格昂贵,人们也在不断研究开发非贵金属或低含量贵金属催化剂。徐汇区实验室贵金属均相催化剂研究进展
均相催化相对于多相催化来说,具有一些自身的优点:反应性能单一,具有特定的选择性;反应条件温和,有利于节能;因其作用机理较清楚明晰,易于精心设计调配研究和把握。故催化科学界普遍认同:均相催化体系花费5年的研究所得,较多相催化体系勃年的研究所得还要多。均相催化的主要缺点是稳定性差,与产物分离困难。研究发展的主攻方向之一是将均相催化剂固载化,固载化使用的载体有PS、PVC、离子交换树脂等有机高聚物类和Al2O3、SiO2、TiO2、分子筛等无机高聚物类。固载化方法是将活性组分金属原子锚定在这些离聚物上。嘉定区实验用贵金属均相催化剂制造商贵金属均相催化剂以杂多酸例如磷钨酸作为接枝过渡物质。
化反应有四个基本特征,可以根据定义导出,对了解催化剂的功能很重要。催化剂只能加速热力学上可以进行的反应。要求开发新的化学反应催化剂时,首先要对反应进行热力学分析,看它是否是热力学上可行的反应。催化剂只能加速反应趋于平衡,不能改变反应的平衡位置(平衡常数)。催化剂对反应具有选择性,当反应可能有一个以上不同方向时,催化剂加速其中一种,促进反应速率和选择性是统一的。催化剂的寿命。催化剂能改变化学反应速率,在理想情况下催化剂不为反应所改变。但在实际反应过程中,催化剂长期受热和化学作用,也会发生一些不可逆的物理化学变化。根据催化剂的定义和特征分析,有三种重要的催化剂指标:活性、选择性、稳定性。
催化剂的制备方法:沉淀法:此法用于制造要求分散度高并含有一种或多种金属氧化物的催化剂。在制造多组分催化剂时,适宜的沉淀条件对于保证产物组成的均匀性和制造催化剂非常重要。通常的方法是在一种或多种金属盐溶液中加入沉淀剂(如碳酸钠、氢氧化钙),经沉淀、洗涤、过滤、干燥、成型、焙烧(或活化),即得很终产品。浸渍法:将具有高孔隙率的载体(如硅藻土、氧化铝、活性炭等)浸入含有一种或多种金属离子的溶液中,保持一定的温度,溶液进入载体的孔隙中。将载体沥干,经干燥、煅烧,载体内表面上即附着一层所需的固态金属氧化物或其盐类。贵金属均相催化剂度太低,可能导致催化剂量太少使得合成塔性能不良。
离子交换反应是离子交换剂与电解质溶液的化学位差而引起的离子交换过程。在离子交换剂相中反离子A的浓度高,当离子交换剂与电解质溶液接触时,反离子就竭力向其浓度低的溶液中扩散。离子交换剂电中性破坏,离子交换剂就得到附加电荷。为了使离子交换剂回复到初始的的电中性状态,抵消所得电荷,就得从溶液中吸附当量的此符号电荷的离子,此离子应占据因反离子离开树脂而游离的活性基团。由于离子交换树脂从溶液中吸附离子,又变为电中性。因此,离子交换剂保持电中性的条件又反过来限制反离子从树脂到溶液的扩散。当离子B从溶液中来代替树脂上的A,从而就抵消离子A从树脂转入溶液时造成的固定离子的电荷。一方面引起扩散的浓度梯度,另一方面反抗离子扩散的静电力,都对离子交换树脂一溶液系统中的各离子起作用。贵金属均相催化剂铜在长时间反应过程中的“烧结”问题通常会降低其性能。松江区新型贵金属均相催化剂实验应用
贵金属催化剂的d电子轨道都未填满,表面易吸附反应物,且强度适中,利于形成中间“活性化合物”。徐汇区实验室贵金属均相催化剂研究进展
贵金属催化剂的失活:结焦和堵塞引起的失活;催化剂表面上的含碳沉积物称为结焦。以有机物为原料以固体为催化剂的多相催化反应过程几乎都可能发生结焦。由于含碳物质和/或其它物质在催化剂孔中沉积,造成孔径减小(或孔口缩小),使反应物分子不能扩散进入孔中,这种现象称为堵塞。通常含碳沉积物可与水蒸气或氢气作用经气化除去,所以结焦失活是个可逆过程。 烧结和热失活,催化剂的烧结和热失活是指由高温引起的催化剂结构和性能的变化。高温除了引起催化剂的烧结外,还会引起其它变化,主要包括:化学组成和相组成的变化,半熔,晶粒长大,活性组分被载体包埋,活性组分由于生成挥发性物质或可升华的物质而流失等。徐汇区实验室贵金属均相催化剂研究进展
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