工業(yè)催化中經(jīng)典的貴金屬催化劑體系
作者:化工綜合網(wǎng)發(fā)布時(shí)間:2021-11-12分類:催化劑及助劑瀏覽:310
??貴金屬催化劑(precious metal catalyst)一種能改變化學(xué)反應(yīng)速度而本身又不參與反應(yīng)最終產(chǎn)物的貴金屬材料。幾乎所有的貴金屬都可用作催化劑,但常用的是鉑、鈀、銠、銀、釕等,其中尤以鉑、銠應(yīng)用最廣。它們的d電子軌道都未填滿,表面易吸附反應(yīng)物,且強(qiáng)度適中,利于形成中間“活性化合物”,具有較高的催化活性,同時(shí)還具有耐高溫、抗氧化、耐腐蝕等綜合優(yōu)良特性,成為最重要的催化劑材料。
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1831年英國菲利普斯(philips)提出以鉑為催化劑的接觸法制造硫酸,到1875年該法實(shí)現(xiàn)工業(yè)化,這是貴金屬催化劑的最早工業(yè)應(yīng)用。此后,貴金屬催化劑的工業(yè)化應(yīng)用層出不窮。1913年,鉑網(wǎng)催化劑用于氨氧化制硝酸;1937年Ag/Al2O3催化劑用于乙烯氧化制環(huán)氧乙烷;1949年,Pt/Al2O3催化劑用于石油重整生產(chǎn)高品質(zhì)汽油;1959年,PdCl2-CuCl2催化劑用于乙烯氧化制乙醛;到本世紀(jì)60年代末,又出現(xiàn)了甲醇低壓羰基合成醋酸用銠絡(luò)合物催化劑。
??從1974年起,汽車排氣凈化用貴金屬催化劑(以鉑為主,輔以鈀、銠)大量推廣應(yīng)用,并很快發(fā)展為用量最大的貴金屬催化劑。貴金屬催化劑開發(fā)應(yīng)用百余年(1875~1994年)來,其發(fā)展勢頭長盛不衰。新的品種、新的制備方法、新的應(yīng)用領(lǐng)域不斷出現(xiàn),有關(guān)基礎(chǔ)理論也在不斷完善。
??隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步,貴金屬催化劑將會(huì)在一些新領(lǐng)域中繼續(xù)發(fā)揮重要作用。當(dāng)然,由于貴金屬資源稀少、價(jià)格昂貴,人們也在不斷研究開發(fā)非貴金屬或低含量貴金屬催化劑。
1831年英國菲利普斯(philips)提出以鉑為催化劑的接觸法制造硫酸,到1875年該法實(shí)現(xiàn)工業(yè)化,這是貴金屬催化劑的最早工業(yè)應(yīng)用。
??此后,貴金屬催化劑的工業(yè)化應(yīng)用層出不窮。1913年,鉑網(wǎng)催化劑用于氨氧化制硝酸;1937年Ag/Al2O3催化劑用于乙烯氧化制環(huán)氧乙烷;1949年,Pt/Al2O3催化劑用于石油重整生產(chǎn)高品質(zhì)汽油;1959年,PdCl2-CuCl2催化劑用于乙烯氧化制乙醛;到本世紀(jì)60年代末,又出現(xiàn)了甲醇低壓羰基合成醋酸用銠絡(luò)合物催化劑。
??從1974年起,汽車排氣凈化用貴金屬催化劑(以鉑為主,輔以鈀、銠)大量推廣應(yīng)用,并很快發(fā)展為用量最大的貴金屬催化劑。貴金屬催化劑開發(fā)應(yīng)用百余年(1875~1994年)來,其發(fā)展勢頭長盛不衰。新的品種、新的制備方法、新的應(yīng)用領(lǐng)域不斷出現(xiàn),有關(guān)基礎(chǔ)理論也在不斷完善。
??隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步,貴金屬催化劑將會(huì)在一些新領(lǐng)域中繼續(xù)發(fā)揮重要作用。當(dāng)然,由于貴金屬資源稀少、價(jià)格昂貴,人們也在不斷研究開發(fā)非貴金屬或低含量貴金屬催化劑。
組成及制備方法
均相催化劑的組成較單純,通常為某種化合物。多相催化用負(fù)載型催化劑的組成較復(fù)雜,通常由活性金屬組分、助催化劑及載體組成。
??助催化劑是添加到催化劑中的少量物質(zhì),它本身無活性或活性很小,但能改善催化劑的性能。載體是催化劑活性組分的分散劑或支持物。載體的主要作用是增加催化劑的有效表面,提供合適的孔結(jié)構(gòu),保證足夠的機(jī)械強(qiáng)度和熱穩(wěn)定性。常用的催化劑載體有Al2O3、SiO2,多孔陶瓷、活性炭等。
??不同類型的催化劑有不同的制備方法。均相催化用催化劑的制備主要是用化學(xué)法獲得所需化合物及有機(jī)絡(luò)合物。多相催化用無載體催化劑(如Pt-Rh網(wǎng))的制備是先用火法熔煉制成合金,然后經(jīng)拉絲、織網(wǎng)而成。載體催化劑的制備較為復(fù)雜,一般是將載體原料經(jīng)配料、成形、燒成等工藝過程加工成一定形狀(如球狀、柱狀、蜂窩狀),然后用浸漬法加載貴金屬活性組分及助催化劑,最后經(jīng)還原焙燒而成。
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一些實(shí)例如我所在的領(lǐng)域:
催化重整中的鉑錸雙金屬催化劑
催化裂化中的銠系催化劑
催化加氫中的鉑催化劑
或者提到生活方面的汽車尾氣凈化中鉑-銻催化劑等都是貴金屬催化劑
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