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韶关自主研发金属催化剂研究进展

来源: 发布时间:2022年10月31日

金属催化剂在选择及使用载体时,应该首先考虑到以下问题:1、所选择的载体是否具有催化活性;2、载体是否可能与活性组分发生化学作用。如有作用,这种作用是要求的还是不需要的,产生的影响如何;3、活性组分采用什么方式负载在载体上;4、需要的比表面积、孔体积及细孔结构、机械强度、导热性、形状及堆积密度等有关指标的范围。有些催化剂载体制备过程是十分复杂的,技术难度也较大。因此有些用户往往是向一些专业生产厂订购某种载体。有时由于保密或其他某种原因不能明确提出使用目的或者难以提出所要求的性能指标时,载体生产厂只能提供多种产品的样品,由使用者多次使用,这样做既费时,收效也不太大。如果使用者能对所选用载体性能要求有基本了解,能更详细的提出所需载体的形状,孔结构、强度等有关数据,生产厂就有可能提供更适用的产品,或者按照用户要求进行试制,见效也就更快。某一种催化反应加工工艺和金属催化剂来讲,失活的流程一般以某一种种类为主导。韶关自主研发金属催化剂研究进展

贵金属催化剂中毒引起的失活,(1)暂时中毒(可逆中毒):毒物在活性中心上吸附或化合时,生成的键强度相对较弱可以采取适当的方法除去毒物,使催化剂活性恢复而不会影响催化剂的性质,这种中毒叫做可逆中毒或暂时中毒。(2)永远中毒(不可逆中毒):毒物与催化剂活性组份相互作用,形成很强的的化学键,难以用一般的方法将毒物除去以使催化剂活性恢复,这种中毒叫做不可逆中毒或永远中毒。(3)选择性中毒:催化剂中毒之后可能失去对某一反应的催化能力,但对别的反应仍有催化活性,这种现象称为选择中毒。在连串反应中,如果毒物只使导致后继反应的活性位中毒,则可使反应停留在中间阶段,获得高产率的中间产物。闵行区现货金属催化剂小试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较终产物的贵金属材料。

结构敏感反应金属催化剂反应分为结构敏感反应和结构不敏感反应。若反应的转化数(每个金属原子每秒钟内转化的反应分子数)随金属颗粒大小的变化而变化,则称此反应为结构敏感反应,否则称结构不敏感反应。判断反应是否结构敏感,首先必须排除所有由于传热、传质、中毒和金属-载体相互作用引起的干扰。一般说来,在催化反应速率控制步骤中涉及的键为氮-氮或碳-碳键的反应(例如烃类加氢、脱氢和异构化)属结构不敏感反应。应用氨的合成工业上采用的合成氨催化剂是以α-铁为主催化剂,氧化铝、氧化钾、氧化钙、氧化镁为助剂的熔铁催化剂。一直沿用至今,该催化剂用天然磁铁矿Fe3O4和少量助剂(含量约百分之几)在电熔炉里熔融后经水冷而制得。一般认为,助剂氧化铝是结构助催化剂,氧化钾是电子助催化剂,氧化钙和氧化镁有抗烧结和抗毒化作用。虽然工业合成氨的工艺和催化剂的制备技术已有许多改进,但仍未改变其苛刻的(高温、高压)生产条件。因此,对现有熔铁催化剂的改性和寻找温和条件下的催化剂,仍在世界范围内继续研究。

金属催化剂的活性:是物质对特定反应的催化活性与反应条件有关,如反应物的浓度、反应温度等,所以也常用反应速度方程式中的反应速度常数、活化能等来表征催化剂的活性。通常,高活性的催化剂能在较低的温度下表现催化活性。有些物质在浓度很低或比表面积很小的情况下就能表现催化活性,例如某些金属材料容器的器壁亦可能对所贮物质起催化作用。但常用的工业催化剂多为比表面积较大的材料,例如,镍块对于油脂加氢制硬化油不表现明显的催化活性,而高分散度的镍则为良好的催化剂。贵金属催化剂在化工、石油精制、石油化学、医药、环保及新能源等领域起着非常重要的作用。

在负载型和非负载型多金属催化剂中,若金属组分之间形成合金,称为合金催化剂。研究和应用较多的是二元合金催化剂,如铜-镍、铜-钯、钯-银、钯-金、铂-金、铂-铜、铂-铑等。可以通过调整合金的组成来调节催化剂的活性。某些合金催化剂的表面和体相内的组成有着明显的差异,如在镍催化剂中加入少量铜后,由于铜在表面富集,使镍催化剂原有表面构造发生变化,从而使乙烷加氢裂解活性迅速降低。合金催化剂在加氢、脱氢、氧化等方面均有应用。几乎所有的贵金属都可用作贵金属催化剂,但常用的是铂、钯、钌等,其中尤以铂、铑应用较广。闵行区实验室金属催化剂简介

在使用贵金属催化剂的时候除了需要考虑废气的风量和浓度外,还需要重点关注废气中的有毒物质。韶关自主研发金属催化剂研究进展

金属催化剂的制备方法:不同类型的催化剂有不同的制备方法。均相催化用催化剂的制备主要是用化学法获得所需化合物及有机络合物。多相催化用无载体催化剂(如Pt-Rh网)的制备是先用火法熔炼制成合金,然后经拉丝、织网而成。载体催化剂的制备较为复杂,一般是将载体原料经配料、成形、烧成等工艺过程加工成一定形状(如球状、柱状、蜂窝状),然后用浸渍法加载贵金属活性组分及助催化剂,较后经还原焙烧而成。催化剂失活指催化剂在使用中会因各种因素而失去活性的现象,贵金属催化剂的失活原因一般分为中毒、烧结和热失活、结焦和堵塞三大类。韶关自主研发金属催化剂研究进展

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