1. 貴金屬催化劑簡介
貴金屬催化劑(precious metal catalyst)一種能改變化學(xué)反應(yīng)速度而本身又不參與反應(yīng)最終產(chǎn)物的貴金屬材料。幾乎所有的貴金屬都可用作催化劑，但常用的是鉑、鈀、銠、銥、釕等，其中尤以鈀、鉑、銠應(yīng)用最廣。它們的d電子軌道都未填滿，表面易吸附反應(yīng)物，且強(qiáng)度適中，利于形成中間“活性化合物”，具有較高的催化活性，同時(shí)還具有耐高溫、抗氧化、耐腐蝕等綜合優(yōu)良特性，成為最重要的催化劑材料。
貴金屬催化劑的工業(yè)應(yīng)用可以追溯到19世紀(jì)的70年代，以鉑為催化劑的接觸法制造硫酸的工業(yè)。1913年，鉑網(wǎng)催化劑用于氨氧化制硝酸；1937年Ag／Al2O3催化劑用于乙烯氧化制環(huán)氧乙烷；1949年，Pt／Al2O3催化劑用于石油重整生產(chǎn)高品質(zhì)汽油；1959年，PdCl2-CuCl2催化劑用于乙烯氧化制乙醛；到上世紀(jì)60年代末，又出現(xiàn)了甲醇低壓羰基合成醋酸用銠絡(luò)合物催化劑。從上世紀(jì)70年代起，汽車排氣凈化用貴金屬催化劑(以鉑為主，輔以鈀、銠)大量推廣應(yīng)用，并很快發(fā)展為用量最大的貴金屬催化劑。
按催化反應(yīng)類別，貴金屬催化劑可分為均相催化用和非均相催化用兩大類。均相催化用催化劑通常為可溶性化合物(鹽或絡(luò)合物)，如氯化鈀、氯化銠、醋酸鈀、羰基銠、三苯膦羰基銠、碘化銠等。非均相催化用催化劑為不溶性固體物，其主要形態(tài)為金屬絲網(wǎng)態(tài)和多孔無機(jī)載體負(fù)載金屬態(tài)。金屬絲網(wǎng)催化劑(如鉑網(wǎng)、鉑銠合金網(wǎng)等)的應(yīng)用范圍及用量有限。絕大多數(shù)非均相催化劑為載體負(fù)載貴金屬型，如Pt／A12O3、Pd／C、Rh／SiO2、Pt-Pd／Al2O3、Pt-Rh／Al2O3等。在全部催化反應(yīng)過程中，多相催化反應(yīng)占80％～90％。按載體的形狀，負(fù)載型催化劑又可分為微粒狀、球狀、柱狀及蜂窩狀。按催化劑的主要活性金屬分類，常用的有：鉑催化劑、鈀催化劑和銠催化劑、釕催化劑等。貴金屬催化劑由于其無可替代的催化活性和選擇性,在石油、化工、醫(yī)藥、農(nóng)藥、食品、環(huán)保、能源、電子等領(lǐng)域中占有極其重要的地位。在石油和化學(xué)工業(yè)中的氫化還原、氧化脫氫、催化重整、氫化裂解、加氫脫硫、還原胺化、調(diào)聚、偶聯(lián)、歧化、擴(kuò)環(huán)、環(huán)化、羰基化、甲酰化、脫氯以及不對(duì)稱合成等反應(yīng)中，貴金屬均是優(yōu)良的催化劑。
在環(huán)保領(lǐng)域貴金屬催化劑被廣泛應(yīng)用于汽車尾氣凈化、有機(jī)物催化燃燒、CO、NO氧化等。在新能源方面，貴金屬催化劑是新型燃料電池開發(fā)中最關(guān)鍵的部分。
在電子、化工等領(lǐng)域貴金屬催化劑被用于氣體凈化、提純。催化技術(shù)是當(dāng)今高新技術(shù)之一,也是能產(chǎn)生巨大經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益的技術(shù)。發(fā)達(dá)國家國民經(jīng)濟(jì)總產(chǎn)值的20%~30%直接來自催化劑和催化反應(yīng)?；ぎa(chǎn)品生產(chǎn)過程中85%以上的反應(yīng)都是在催化劑作用下進(jìn)行的。
世界70%的銠、40%的鉑和50%的鈀都應(yīng)用于催化劑的制備。
在化學(xué)新領(lǐng)域的研究和開發(fā)中貴金屬催化劑更有著廣泛的應(yīng)用前景。
均相催化劑的組成較單純，通常為某種化合物。多相催化用負(fù)載型催化劑的組成較復(fù)雜，通常由活性金屬組分、助催化劑及載體組成。助催化劑是添加到催化劑中的少量物質(zhì)，它本身無活性或活性很小，但能改善催化劑的性能。載體是催化劑活性組分的分散劑或支持物。載體的主要作用是增加催化劑的有效表面，提供合適的孔結(jié)構(gòu)，保證足夠的機(jī)械強(qiáng)度和熱穩(wěn)定性。常用的催化劑載體有Al2O3、SiO2，多孔陶瓷、活性炭等。不同類型的催化劑有不同的制備方法。均相催化用催化劑的制備主要是用化學(xué)法獲得所需化合物及有機(jī)絡(luò)合物。多相催化用無載體催化劑(如Pt-Rh網(wǎng))的制備是先用火法熔煉制成合金，然后經(jīng)拉絲、織網(wǎng)而成。載體催化劑的制備較為復(fù)雜，一般是將載體原料經(jīng)配料、成形、燒成等工藝過程加工成一定形狀(如球狀、柱狀、蜂窩狀)，然后用浸漬法加載貴金屬活性組分及助催化劑，最后經(jīng)還原焙燒而成。
2.貴金屬催化劑基本組成
1、主催化劑：指起催化作用的活性組分；
2、助催化劑：能有效改善催化劑活性、選擇性、壽命的組分。
3、載體： a：對(duì)活性組分起分散與支持作用
b：可減少活性組分作用
c：可防止反應(yīng)熱蓄積
d：使催化劑和反應(yīng)物接觸更充分
e：可降低對(duì)毒物的敏感性
3. 貴金屬催化劑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)
三大指標(biāo)
活性：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(nèi)所得到的產(chǎn)品數(shù)量來表示。活性高低表示催化劑對(duì)反應(yīng)加速作用的強(qiáng)弱，是衡量催化劑效能大小的標(biāo)準(zhǔn)。
選擇性：是指催化劑作用的專一性，即在一定條件下，某一催化劑只對(duì)某一化學(xué)反應(yīng)起加速作用。選擇性通常以反應(yīng)后所得指望產(chǎn)物的克分子數(shù)與參加反應(yīng)的原料克分子數(shù)之比的百分?jǐn)?shù)表示。
穩(wěn)定性：是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(jié)構(gòu)等)，而且取決于其結(jié)晶構(gòu)造、粒子大小、比表面積、孔結(jié)構(gòu)及分散狀態(tài)等因素。此外，助催化劑及載體對(duì)催化劑的性能也有重要影響。
4：常見的貴金屬催化劑中毒物質(zhì)
1、含硫化合物
2、含氧化合物
3、含磷化合物
4、含砷化合物
5、鹵素及重金屬及其化合物
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