金属催化剂的特点与发展前景

时间：2016-10-29 作者：91再生 来源：91再生网

废旧催化剂

　　催化剂是一种能够在化学反应中提高反应速率而本身在反应结束后并不消耗的物质,它在化学工业和现在最热门的纳米材料制备中具有非常重要的作用.特别是纳米催化剂,其表面原子占有的体积比非常大,表面原子配位不足及高的表面能,使这些表面原子很容易与其他原子反应。

 

　　金属催化剂是活性组分为零价的金属元素或合金的多相催化剂。它包括骨架金属(或金属簇)催化剂、负载型金属催化剂、网状或金属丝型催化剂、金属膜催化剂、胶体金属催化剂等。如甲醇氧化脱氢为甲醛的银催化剂、氨氧化制硝酸铂网催化剂等，负载型金属催化剂前驱物通常是金属盐或金属氧化物，需用还原或热分解方法转变为金属。

 

　　1、特点：

 

　　金属催化剂是一类重要的工业催化剂。主要包括块状催化剂，如电解银催化剂、融铁催化剂、铂网催化剂等；分散或者负载型的金属催化剂，如Pt-Re/-Al2O3重整催化剂，Ni/Al2O3加氢催化剂等。

 

　　金属催化剂通常是以金属晶体的形式存在，而且具有多种晶体结构，由此也为化学吸附提供多种吸附中心，同时由于这些中心相互靠近，有利于被吸附物种相互作用而进行反应，这也是金属催化剂的优点，但同时也是它的缺陷，由于吸附中心的多样性，也就造成竞争反应的同时发生，降低了金属催化剂的选择性。另外金属催化剂的另一重要特性是对双原子分子，容易进行解离吸附，从而进行各类反应。

 

　　反应中金属催化剂的作用也是先吸附一种或多种反应物分子，从而使后者在金属表面上发生化学反应。一般来说，处于中等吸附强度的化学吸附态的分子会有最大的催化活性，因为太弱的吸附使反应分子改变很小，不宜参与反应，而太强的吸附又会生成稳定的中间化合物将催化剂表面覆盖而不利于反应，过渡金属作为催化剂，其规律性是比较明显的，一般说，过渡金属的性能按周期表中从左到右的顺序递减，这主要是因为过渡金属D轨道填充程度依次增加。

 

　　2、发展前景：

 

　　工业上广泛采用金属负载型催化剂．当金属负载的分散度愈来愈高时，金属与金属原子间的作用，一般有某种程度的削弱．例如镍金属原为铁磁性，高度分散后变为顺磁性，说明原子间作用已有所变化．金属晶粒的大小，可能对催化活性有影响，甚至有较大的影响．

 

　　金属催化剂的活性中心比起酸、碱催化剂、氧化物催化剂的活性中心来说，是最不明确的．其主要原因是金属原子簇的作用以及原子间的作用，即聚集态的作用加强了．不过，从总的情况看来，把暴露在表面上的一个或多个金属原子作为活性中心，还是多数采用的方法。

 

　　金属催化剂是固体催化剂中研究得最早、最深入，同时也是获得最广泛应用的一类催化剂，例如，氨的合成(Fe)和氧化(Pt)，有机化合物的加氢(Ni，Pd，Pt，等)、氢解(Os, Ru，Ni，等)和异构(Ir，Pt，等)，乙烯的氧化(Ag)，CO的加氢(Fe，Co，Ni，Ru，等)以及汽车尾气的净化(Pt，Pd，等)等等。其主要特点是具有很高的催化活性和可以使多种键发生开裂。

 

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