Классификация металлических катализаторов
Nov 05, 2021
Металлические катализаторы без носителя и на носителе
В зависимости от того, нанесены ли активные компоненты катализатора на носитель или нет:
Металлический катализатор без подложки
Относится к металлическим катализаторам без носителя, которые можно разделить на два типа: цельнометаллические и сплавы в зависимости от их состава. Обычно используется в виде металлического каркаса, металлической проволочной сетки, металлического порошка, металлических частиц, металлической стружки и металлической напыляемой пленки. Металлический каркасный катализатор предназначен для изготовления сплава с каталитически активным металлом и алюминием или кремнием, а затем с использованием раствора гидроксида натрия для растворения алюминия или кремния с образованием металлического каркаса. Наиболее часто используемый в промышленности скелетный катализатор - это скелетный никель, который был изобретен М. Ренеем из США в 1925 году, поэтому его также называют никелем Ренея. Скелетные никелевые катализаторы широко используются в реакциях гидрирования. Другие каркасные катализаторы включают каркасный кобальт, каркасную медь и каркасное железо. Типичными катализаторами из металлической проволочной сетки являются платиновая сетка (см. Рисунок) и сетка из платино-родиевого сплава, которые используются в процессе аммоксидирования для получения азотной кислоты.
Поддерживаемый металлический катализатор
Катализатор, в котором металлический компонент нанесен на носитель, используется для улучшения дисперсии и термической стабильности металлического компонента, так что катализатор имеет подходящую структуру пор, форму и механическую прочность. Большинство металлических катализаторов на носителе получают путем пропитки носителя раствором соли металла и его восстановления после преобразования осаждения или термического разложения. Одним из ключей к приготовлению металлических катализаторов на носителе является контроль условий термообработки и восстановления.
Однометаллические и многометаллические катализаторы
В зависимости от активного компонента катализатора классифицируется один или несколько металлических элементов:
Однометаллический катализатор
Относится к катализатору, содержащему только один металлический компонент. Например, в катализаторе риформинга платины, впервые использованном в промышленности в 1949 году, активным компонентом является платина из одного металла, нанесенная на η-оксид алюминия, содержащий фтор или хлор.
Мультиметаллический катализатор
Компоненты катализатора состоят из двух или более металлов. Например, платино-рениевые и другие двойные (множественные) металлические катализаторы риформинга, нанесенные на хлорсодержащий γ-оксид алюминия. Они обладают лучшими характеристиками, чем вышеупомянутые катализаторы риформинга, содержащие только платину. В этом типе катализатора различные металлы, нанесенные на носитель, могут образовывать бинарные или многоэлементные металлические кластеры, так что эффективное диспергирование активных компонентов значительно улучшается. улучшать. Понятие о металлических кластерных соединениях впервые было получено на основе комплексных катализаторов. Применительно к твердым металлическим катализаторам можно считать, что на поверхности металла сгруппированы несколько, десятки или более атомов металла. С 1970-х годов на основе этой концепции была предложена модель активного центра металлических кластеров для объяснения механизма некоторых реакций. В мультиметаллических катализаторах на носителе и без носителя, если между металлическими компонентами образуется сплав, он называется катализатором из сплава. Наиболее изученными и применяемыми являются катализаторы из бинарных сплавов, таких как медь-никель, медь-палладий, палладий-серебро, палладий-золото, платина-золото, платина-медь, платина-родий и т. Д. Активность катализатора можно регулировать. регулируя состав сплава. Некоторые катализаторы из сплавов имеют очевидные различия в составе поверхностной и объемной фазы. Например, после добавления небольшого количества меди к никелевому катализатору первоначальная структура поверхности никелевого катализатора изменяется из-за обогащения медью на поверхности, тем самым гидрируя этан. Активность лизиса быстро снижается. Катализаторы из сплавов находят применение в гидрировании, дегидрировании, окислении и т. Д.
