貴金屬催化劑廣泛應用于各種能源、化工與冶金生產(chǎn)過(guò)程中。貴金屬作為一種資源，產(chǎn)量少而且不易氧化。在使用過(guò)程中，提高貴金屬催化劑的使用壽命、降低貴金屬載量、增加貴金屬的回收率尤其重要。那么關(guān)于貴金屬催化劑你了解多少?下面我們將簡(jiǎn)單介紹一下貴金屬催化劑的一些主要性能指標。

常見(jiàn)貴金屬催化劑的分類(lèi):

1.1多相催化

在全部催化反應過(guò)程中，多相催化反應占五分之四。多為不溶性固體物，大多數多相催化劑是載體負載貴金屬型，如Pt一R h/AI2O3、Pt一Pd/ Al2O3等。其主要形態(tài)是金屬絲網(wǎng)狀和多孔無(wú)機載體負載金屬狀。金屬絲網(wǎng)催化劑(如鉑網(wǎng)、銀網(wǎng))的應用范圍與用量有限。

1.2均相催化

通常為可溶性化合物(鹽或絡(luò )合物)，如氯化鈀、氯化銠、三苯膦羰基銠等。

1.3其他

按載體的形狀，負載型催化劑又可分為球狀、微粒狀、蜂窩狀及柱狀。當然還可以按催化劑中的主要活性金屬分類(lèi)，常用的有:鉑催化劑、鈀催化劑和銀催化劑等。

貴金屬催化劑的特點(diǎn):

貴金屬大多數擁有美麗的色澤;具有較強的化學(xué)穩定性，一般條件下不易與其他化學(xué)物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應。這些金屬單質(zhì)、氧化物、絡(luò )合物都可以用作催化劑。這些金屬原子由于最外層的d電子而具有特殊的活性，表現為易于結合氧原子和氫原子形成共價(jià)鍵,這使得原本的氧化反應和還原過(guò)程更加容易進(jìn)行。在作用效果上，貴金屬催化劑有選擇性、協(xié)同作用和穩定性。

1.1貴金屬的催化選擇性

有時(shí)候對同一個(gè)有機反應，使用不同的貴金 屬催化劑，則 會(huì )生成不同的產(chǎn)物。這對研究催化劑的催化機理和催化理論很有意義。其中最典型的就是對苯酚的H2加成反應在不同催化劑下得到不同產(chǎn)物。在使用Pd做催化劑時(shí)生成酮，在Ru、Rh的催化作用下生成醇，在Pt的催化下加氫脫水生成烷烴。

1.2貴金屬催化劑的協(xié)同效應

貴金屬催化劑之間可以組合使用，從而使得催化反應的活性大大增加。而且貴金屬與貴金屬以外的金屬形成不同形貌不同比例的二元或多元合金，這樣既可以降低貴金屬的使用量，還可以提高催化反應的選擇性和使用壽命。不僅如此，當貴金屬催化劑和不同的載體組合使用時(shí)，采用不同的制備方法得到的催化性能也千差萬(wàn)別。正是由于貴金屬催

化劑的協(xié)同作用，它的使用范圍和研究領(lǐng)域也豐

1.3貴金屬催化劑的穩定

貴金屬本身具有化學(xué)穩定性，它在空氣中常溫下不易被氧化，高溫下也不會(huì )自燃，不會(huì ) 被一般的酸堿腐蝕。而且，它的熔點(diǎn)高， 耐熱性能也很好，這樣導致它的儲存也非常方便。貴金屬在溫和的條件下也不易形成鹵化物或是硫化物，也就不像普通的催化劑那樣被毒化。硫磺或是CO可以被貴金屬吸附短暫失活，但是在一定的條件下又可以脫附恢復活性，而不是形成穩定的羰基化合物或硫化物而永久失活。貴金屬催化劑在另一方面也導致它存在不容易洗脫、回收困難的缺陷。貴金屬在以單質(zhì)形式存在時(shí)，由于它的穩定性,對人體不表現出毒性。然而當它以化合物或絡(luò )合物的形式存在時(shí)，它變成了一種具有強氧化性的毒物。

1.4貴金屬催化劑的活性

貴金屬催化劑的活性是衡量催化劑效能大小.的標準。工業(yè)上通常以單位體積(或重量)催化劑在一定條件下，單位時(shí)間內所得到的產(chǎn)品數量來(lái)表示。

貴金屬催化劑的研發(fā)

由于貴金屬催化劑的協(xié)同作用，催化劑中豐富的金屬粒徑和形貌、不同金屬不同比例的合金催化劑以及各種各樣的催化劑載體的設計和研究工作使得貴金屬該類(lèi)催化劑應用越來(lái)越廣泛。Pd、Pt、Ir等金屬的催化作用有一個(gè)最小的粒子簇尺寸，當小于這個(gè)尺寸， 就會(huì )展現出離子的性質(zhì)，大于這個(gè)尺寸才會(huì ) .展現原子的性質(zhì)。這個(gè)最小尺寸可以通過(guò)金屬的晶體結構看出來(lái)。-般來(lái)說(shuō)，金屬粒子 的粒徑小，它的催 化活性較高。我們可以通過(guò)控制制備方法、制備條件來(lái)控制粒徑的大小。

貴金屬的合金催化劑也是人們開(kāi)發(fā)的重點(diǎn)之有的單金屬催化劑完全沒(méi)有活性，但是與其他催化劑合金化后活性大大增加，甚至是簡(jiǎn)簡(jiǎn)單單的物理混合也能提升催化活性。其中最典型的例子就是碳載體Ru與Pd的合金催化炔類(lèi)加氫的反應。通過(guò)合金化，不僅可以提高催化反應的活性，還可以提高催化反應的選擇性和使用壽命。在丙烯選擇性氧化制備丙烯醛時(shí)，使用不同比例的CuAu合金，可以改變產(chǎn)物的轉化率。Au的含量為40%時(shí)，產(chǎn)物的轉化率為15%，選擇性可達82%。當Au的含量為0時(shí)，選擇性只有百分之幾。

另外選擇合適的貴金屬載體、對催化劑進(jìn)行修飾等也常常成為科研工作者研究的方向?，F在很多結構與形貌可控的載體都比較常見(jiàn)。-般來(lái)說(shuō)，載體的選擇經(jīng)常要考慮到反應發(fā)生的環(huán)境。不同種類(lèi)的溶劑對不同載體影響很大。對于比表面積小的載體而言，催化劑的活性受其影響不大。比較常見(jiàn)的載體有碳質(zhì)、硫酸鋇、碳酸鋇、碳酸鈣、三氧化二鋁、硅藻土、碳酸鎂等。有些沒(méi)有活性的，例如，低溫條件下，貴金屬Au對CO的氧化反應沒(méi)有催化活性，但Au被負載在 a-Fe2O3上，則催化作用 比一般的一氧化碳氧化催化劑的性能還要好。

貴金屬催化劑以其優(yōu)良的活性、選擇性、穩定性以及協(xié)同效應而倍受重視，廣~泛用于氧化、還原、加氫、脫氫、裂化、合成、異構化、芳構化等反應，在各種化工、醫藥、環(huán)保及新能源等領(lǐng)域起著(zhù)非常重要的作用，特別是在高分子材料的合成方面有著(zhù)較為突出的貢獻。就目前而言，催化劑的催化效率、選擇性和使用壽命是貴金屬催化劑的焦點(diǎn)?？蒲泄ぷ髡邔@一類(lèi)催化劑的深入研究，從而更加微觀(guān)地揭示結構與性能的一-般規律,這對化學(xué)的理論研究有很大的幫助。隨著(zhù)科學(xué)技術(shù)的進(jìn)-步發(fā)展，各種各樣的新型貴金屬催化劑一定會(huì )在更加廣泛的領(lǐng)域發(fā)揮重要的作用。

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