貴金屬催化劑介紹

貴金屬催化劑的特點

改變化學反應速度

自身不參與反應最終產物

幾乎所有的貴金屬都可以用作催化劑

其中，常用的貴金屬催化劑有鉑、鈀、銠、銀、釕等，其中以鉑、銠的應用最為廣泛。由于他們的d電子軌道都未填滿，表面易吸附反應物，且強度適中，利于形成中間“活性化合物"。由于這個特性，具有較高的催化活性，且同時還具有耐高溫、抗氧化、耐腐蝕等綜合優(yōu)良特性，成為重要的催化劑材料。

01貴金屬催化劑的主要活性指標

01活性

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，單位時間內所得到的產品數量來表示。

02選擇性

選擇性指催化劑作用的專一性，即在一定條件下，某一催化劑只對某一化學反應起加速作用。選擇性通常以反應后所得到的希望產物的克分子數與參加反應的原料克分子數之比的百分數表示。

03穩(wěn)定性

穩(wěn)定性指催化劑在使用過程中保持其活性及選擇性不變的能力，通常以使用壽命來表示。催化劑的良好性能不僅取決于活性金屬的固有特性(原子的電子結構等)，而且取決于其結晶構造、粒子大小、比表面積、孔結構及分散狀態(tài)等因素。此外，助催化劑及載體對催化劑的性能也有重要影響。

02貴金屬催化劑的分類

按照不同的分類原則，催化劑的所屬類別都不一樣。

01按載體的形狀分

負載型催化劑又可分為微粒狀、球狀、柱狀及蜂窩狀。

02按催化劑的主要活性金屬分

常用的有：銀催化劑、鉑催化劑、鈀催化劑和銠催化劑。

03按催化反應類別分

貴金屬催化劑可分為多相催化劑和均相催化劑兩大類：

均相催化劑通常為可溶性化合物(鹽或絡合物)，如氯化鈀、氯化銠、醋酸鈀、羰基銠、三苯膦羰基銠等。

多相催化劑為不溶性固體物，其主要形態(tài)為金屬絲網態(tài)和多孔無機載體負載金屬態(tài)。絕大多數多相催化劑為載體負載貴金屬型，如Pt/Al2O3、Pd/C、Ag/Al2O3、Rh/SiO2、Pt-Pd/Al2O3、Pt-Rh/Al2O3等。

在全部催化反應過程中，多相催化反應占80%~90%。

03貴金屬催化劑與傳統(tǒng)催化劑的區(qū)別

01貴金屬催化劑比普通金屬催化劑要穩(wěn)定，容易儲存

貴金屬在一般情況下不易發(fā)生化學反應，性質相對來說非常穩(wěn)定（比如鋁暴露在空氣中很容易被氧化，變成氧化鋁），常溫下不易被氧化，高溫下也不會自燃，一般酸堿無法腐蝕它，所以用貴金屬催化劑制備以后，比一些普通金屬催化劑要穩(wěn)定，容易儲存。

02貴金屬催化劑在低溫時具有更高的活性和選擇性

研究發(fā)現，納米級別的貴金屬粒子和載體之間的相互作用會改變其表面的性質（幾何結構和表面電子），可以加速反應，呈現很高的催化活性。

03貴金屬催化劑的協(xié)同效應

不同貴金屬催化劑之間不僅可以單獨使用，也可以組合使用。

在組合使用時，不同催化劑之間存在協(xié)同效應（兩種催化劑組合在一起使用時，催化活性大于分別使用兩者的總和），使催化反應的活性大大增加。

且貴金屬可以和一般金屬形成不同含量比例和不同顆粒尺寸的組合催化劑，提高反應的選擇性和催化劑的壽命（可使用時間的長短），降低催化劑的成本（存在自然界中的貴金屬的量非常的少，所以其價格也比一般金屬的要高很多）。

04制備方法簡單，回收利用性能好

一些貴金屬催化劑的合成條件溫和、合成方法簡單，且舊催化劑回收利用性能依然很好，成為目前研究最多的一類催化劑。

貴金屬催化劑主要應用于氫化反應和氧化反應，目前為止，其研究主要集中在制備方法、粒徑大小及與載體（負載貴金屬顆粒的物質）之間的相互作用上。

貴金屬催化劑雖然有種種優(yōu)點，但我們也要意識到它不是萬能的。在使用過程中，貴金屬催化劑會因各種因素而失去活性，一般分為中毒、燒結和熱失活、結焦和堵塞三大類。

04貴金屬催化劑的上下游

01貴金屬催化劑的上游原材料依賴進口

貴金屬催化劑的上游主要涉及貴金屬礦產、載體研制等。

貴金屬在全球屬于稀缺資源，貴金屬催化劑的主要原材料是鉑、鈀等貴金屬原料，而我國是鉑族金屬資源極度貧乏的國家，主要依賴于進口，價格受全球和行業(yè)經濟周期的影響，具有變化快、波動大的特點。

貴金屬催化劑的載體種類繁多，以硅酸鹽、金屬氧化物、炭載體為主。

02貴金屬催化劑下游應用十分廣泛

涉及石油化工、煤化工、醫(yī)藥、農藥、食品、染料、顏料、化工新材料、環(huán)保、新能源、電子等各領域。