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南京自主研发贵金属均相催化剂小试

来源: 发布时间:2023年06月10日

贵金属均相催化剂过氧化氢(H2O2)是一种对环境友好的氧化剂.较多应用于化学.医药和环境等领域。电催化还原氧气合成过氧化氢作为一种低成本、小规模、分布式的生产技术正引起研究者的较多关注。过氧化氢(H2O2)是一种绿色化学氧化剂.水是其一直氧化产品.被较多用于漂白.有机合成.废水处理和消毒等领域。目前H2O2主要采用蒽醌工艺生产。但该方法目前仍存在蒽醌过氧化带来污染等问题。而通过两电子(2e-)途径电催化氧还原反应(ORR)生成H2O2是一种经济、安全、环保的H2O2生成途径。在室温和常压下.O2在阴极上选择性地电化学还原为H2O2。这种方法可以使用空气中的氧气和水作为原料.不会产生有害的副产物。同时该路线也非常适合小规模现场生产H2O2。理论上只要有电、水和空气.就可以产生H2O2并且使用。近年来对ORR到H2O2的研究主要集中在多相催化和高性能的反应装置上。迄今为止.对均相和多相ORR催化剂到H2O2进行系统总结的报道仍较为缺乏。贵金属催化剂之间存在协同作用,可以组合使用,使催化反应的活性很大程度增加。南京自主研发贵金属均相催化剂小试

有可能将贵金属均相催化剂转化成多相催化剂吗?这个是可以的。而且在将均相催化剂转化成多相催化剂的领域.相关著作和论文已经很多。另外.再将多相催化剂均相化的研究领域.相关论文也在逐年增长。并非所有的催化过程是为了降低速控步骤的活化能。大部分催化剂是为了降低活化能.加速反应速率.如合成氨、合成乙醇;有的是为了增加某些步骤的活化能.减小反应速率.如:防腐蚀有不少催化剂都是在几百摄氏度的高温下工作的。催化剂究竟在多少摄氏度失活主要看他的载体和活性组分能承受多高的温度.一旦超过所能承受的温度就会改变结构甚至是性质.造成不可逆的失活。闵行区库存贵金属均相催化剂实验应用贵金属催化剂的特点:具有半导体性质。

设计这样的贵金属均相催化剂仍存在很大的困难。例如合成气直接制二甲醚的工业过程中常用的铜/氧化锌基催化剂.虽然具有很高的活性.但铜在长时间反应过程中的“烧结”问题通常会降低其性能。“烧结”是一个让很多科研工作者头晕的话题。“烧结”是指催化剂在高温(有时还有特殊的气氛)情况下.经过一段时间后载体的微观结构发生变化.如孔结构坍塌、表面积急剧减小或者负载的活性组分在高温条件下发生晶粒长大的现象.较终导致催化剂老化.逐渐失去活性。

单纯从反应效率上来看.那种类型的贵金属均相催化剂比较好呢.无疑是均相催化剂。主要有以下几点原因:首先.均相催化剂没有内外扩散效应.反应物直接就在体系里与催化剂接触自然反应效率就非常高。而非均相催化剂.要经历一系列非常复杂的扩散过程。反应物首先要扩散到催化剂表面.然后再催化剂的空隙内继续扩散.直到到达催化剂上的活性中心以后发生反应。反应的产品又要经过一系列扩散过程从催化剂中脱离出来。这样一来就导致非均相催化反应的速率要比均相催化反应低。金属催化的偶联反应是有机合成中常见的形成碳碳键和碳杂键的反应,在有机合成中有着至关重要的作用。

通常.金属作为主要活性中心的贵金属均相催化剂有多种形式.可以表现为零价态的金属催化剂、具有可变价态的金属氧化物催化剂、离子形式的金属配合物催化剂等等。对于零价态的金属催化剂.金属一般是以零价形式存在.比如Ni、Pt、Pd、Ru等等。这类金属用于加氢的较多。对于具有可变价态的金属氧化物催化剂.通常是用在氧化反应中。一般而言该金属化合价可变.利于反应过程中传递电子.实现氧化。比如锰的氧化物形式的催化剂。另外.对于“Ni.Pt.Pd.Rh催化烯烃和氢气的加成反映?它们在周期表上是同一个副族.有什么关系吗?”不严格的话.可以理解为这类金属是同一个副族.因而电子性质在某些方面有相似性.表现在催化上都可以加氢。但具体上.加氢的活性是有区别。催化剂失活: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。青浦区高纯度贵金属均相催化剂概述

常用的催化剂载体有Al2O3、SiO2,多孔陶瓷、活性炭等。南京自主研发贵金属均相催化剂小试

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