Introduktion till ädelmetallkatalysatorer

1. Egenskaper för ädelmetallkatalysatorer
Ändring av hastigheten för kemiska reaktioner
Deltar inte i reaktionens slutprodukt
Nästan alla ädelmetaller kan användas som katalysatorer
Bland dem inkluderar de mest använda ädelmetallkatalysatorerna platina, palladium, rodium, silver, rutenium, etc. Bland dem är platina och rodium de mest använda. På grund av deras ofyllda d-elektronorbitaler är deras ytor benägna att adsorbera reaktanter och har måttlig styrka, vilket underlättar bildningen av mellanliggande "aktiva föreningar". På grund av denna egenskap har den hög katalytisk aktivitet och omfattande utmärkta egenskaper såsom hög temperaturbeständighet, oxidationsbeständighet och korrosionsbeständighet, vilket gör det till ett viktigt katalysatormaterial.
2, de viktigaste aktivitetsindikatorerna för ädelmetallkatalysatorer
01 aktivitet
Aktivitet är standarden för att mäta effektiviteten hos en katalysator. Inom industrin uttrycks det vanligtvis som mängden produkter som erhålls per volymenhet (eller vikt) katalysator under vissa förhållanden och per tidsenhet.
02selektivitet
Selektivitet avser specificiteten hos en katalysators verkan, det vill säga under vissa förhållanden accelererar en katalysator bara en viss kemisk reaktion. Selektivitet uttrycks vanligtvis som en procentandel av förhållandet mellan antalet önskade produktmolekyler som erhålls efter reaktionen och antalet råmaterial som deltar i reaktionen.
03 stabilitet
Stabilitet avser en katalysators förmåga att bibehålla sin aktivitet och selektivitet under användning, vanligtvis uttryckt i termer av dess livslängd. Katalysatorernas goda prestanda beror inte bara på de inneboende egenskaperna hos aktiva metaller (såsom den elektroniska strukturen hos atomer), utan också på faktorer såsom deras kristallstruktur, partikelstorlek, specifik ytarea, porstruktur och dispersionstillstånd. Dessutom har samkatalysatorer och bärare också en betydande inverkan på katalysatorernas prestanda.
3. Klassificering av ädelmetallkatalysatorer
Enligt olika klassificeringsprinciper tillhör katalysatorer olika kategorier.
01Delad med formen på bäraren
Understödda katalysatorer kan delas in i partikelformiga, sfäriska, kolumnformade och bikakeformade former.
02Cklassificeras av de huvudsakliga aktiva metallerna i katalysatorn
Vanligt använda katalysatorer inkluderar silverkatalysatorer, platinakatalysatorer, palladiumkatalysatorer och rodiumkatalysatorer.
03Klassificerad efter kategori av katalytisk reaktion
Ädelmetallkatalysatorer kan delas in i två kategorier: heterogena katalysatorer och homogena katalysatorer:
Homogena katalysatorer är vanligtvis lösliga föreningar (salter eller komplex), såsom palladiumklorid, rodiumklorid, palladiumacetat, karbonylrodium, trifenylfosfinkarbonylrodium, etc.
Flerfaskatalysatorer är olösliga fasta ämnen, huvudsakligen i form av metalltrådsnät och porösa oorganiska bärarladdade metalltillstånd. De allra flesta flerfaskatalysatorer är bärarstödda ädelmetalltyper, såsom Pt/Al2O3, Pd/C, Ag/Al2O3, Rh/SiO2, Pt Pd/Al2O3, Pt Rh/Al2O3, etc.
I alla katalytiska reaktioner står heterogena katalytiska reaktioner för 80 % till 90 %.
03Skillnaden mellan ädelmetallkatalysatorer och traditionella katalysatorer
4. ÄdelmetallkatalysatorerVSTraditionella katalysatorer
01 Ädelmetallkatalysatorer är stabilare och lättare att lagra än vanliga metallkatalysatorer
Ädelmetaller är i allmänhet mindre benägna för kemiska reaktioner och har relativt stabila egenskaper (som att aluminium lätt oxideras och omvandlas till aluminiumoxid när de utsätts för luft). De oxideras inte lätt vid rumstemperatur och antänds inte själv vid höga temperaturer. I allmänhet kan syror och baser inte fräta på dem. Därför är de efter beredning med ädelmetallkatalysatorer mer stabila och lättare att lagra än vissa vanliga metallkatalysatorer.
02 Ädelmetallkatalysatorer uppvisar högre aktivitet och selektivitet vid låga temperaturer
Forskning har funnit att interaktionen mellan ädelmetallpartiklar i nanoskala och bärare kan förändra deras ytegenskaper (geometrisk struktur och ytelektroner), påskynda reaktioner och uppvisa hög katalytisk aktivitet.
03Den synergistiska effekten av ädelmetallkatalysatorer
Olika ädelmetallkatalysatorer kan användas inte bara individuellt utan också i kombination.
När de används i kombination finns det en synergistisk effekt mellan olika katalysatorer (när två katalysatorer används tillsammans är deras katalytiska aktivitet större än summan av de två som används separat), vilket kraftigt ökar reaktionens katalytiska aktivitet.
Dessutom kan ädelmetaller bilda sammansatta katalysatorer med olika innehållsförhållanden och partikelstorlekar med allmänna metaller, vilket förbättrar reaktionsselektiviteten och katalysatorns livslängd (längden på användbar tid) och minskar katalysatorkostnaderna (mängden ädelmetaller i naturen är mycket liten, så deras priser är mycket högre än de för allmänna metaller).
04Förberedelsemetoden är enkel och återvinningsprestanda är bra
Syntesförhållandena för vissa ädelmetallkatalysatorer är milda, syntesmetoderna är enkla och återvinningsprestanda för gamla katalysatorer är fortfarande mycket bra, vilket gör dem till den mest studerade typen av katalysator för närvarande.
Ädelmetallkatalysatorer används främst i hydrerings- och oxidationsreaktioner, och hittills har deras forskning främst fokuserat på beredningsmetoder, partikelstorlek och interaktioner med bärare (ämnen laddade med ädelmetallpartiklar).
Även om ädelmetallkatalysatorer har olika fördelar, måste vi också inse att de inte är allsmäktige. Under användning kan ädelmetallkatalysatorer förlora sin aktivitet på grund av olika faktorer, generellt indelade i tre kategorier: förgiftning, sintring och termisk deaktivering, koksning och blockering.
5. Uppströms och nedströms av ädelmetallkatalysatorer
01Uppströmsråvarorna för ädelmetallkatalysatorer är beroende av import
Uppströms av ädelmetallkatalysatorer involverar främst ädelmetallmineraler, bärarutveckling etc.
Ädelmetaller är en knapp resurs globalt, och de viktigaste råvarorna för ädelmetallkatalysatorer är platina, palladium och andra ädelmetallråvaror. Kina är dock ett land med extremt knappa metallresurser från platinagruppen, huvudsakligen beroende av import. Priserna påverkas av globala och nedströms industrikonjunkturcykler och har karaktären av snabba förändringar och stora fluktuationer.
Det finns olika typer av bärare för ädelmetallkatalysatorer, främst silikater, metalloxider och kolbärare.
02 Ädelmetallkatalysatorer används i stor utsträckning nedströms
Det handlar om olika områden som petrokemikalier, kolkemikalier, läkemedel, bekämpningsmedel, livsmedel, färgämnen, pigment, nya kemiska material, miljöskydd, ny energi, elektronik, etc.