Klassificering af metalkatalysatorer
Nov 05, 2021
Ikke-understøttede og understøttede metalkatalysatorer
Alt efter om de aktive komponenter i katalysatoren er båret på bæreren eller ej:
Ikke-understøttet metalkatalysator
Henviser til metalkatalysatorer uden en bærer, som kan opdeles i to typer: enkelt metal og legering i henhold til deres sammensætning. Anvendes normalt i form af rammemetal, metaltrådsnet, metalpulver, metalpartikler, metalspåner og metalfordampningsfilm. Rammemetalkatalysatoren er at lave en legering med katalytisk aktivt metal og aluminium eller silicium og derefter bruge natriumhydroxidopløsning til at opløse aluminium eller silicium for at danne en metalramme. Den mest almindeligt anvendte skeletkatalysator i industrien er skeletnikkel, som blev opfundet af M. Raney fra USA i 1925, så det kaldes også Raney-nikkel. Skelet-nikkelkatalysatorer anvendes i vid udstrækning i hydrogeneringsreaktioner. Andre skeletkatalysatorer omfatter skeletkobolt, skeletkobber og skeletjern. Typiske katalysatorer for metaltrådsnet er platinnet (se billede) og platin-rhodiumlegeringsnet, som bruges i ammoxidationsprocessen til at producere salpetersyre.
Understøttet metalkatalysator
Katalysatoren, hvori metalkomponenten er båret på bæreren, anvendes til at forbedre spredningen og den termiske stabilitet af metalkomponenten, således at katalysatoren har en passende porestruktur, form og mekanisk styrke. De fleste understøttede metalkatalysatorer fremstilles ved at imprægnere metalsaltopløsningen på bæreren og reducere den efter udfældningstransformation eller termisk nedbrydning. En af nøglerne til fremstillingen af understøttede metalkatalysatorer er at kontrollere varmebehandlings- og reduktionsbetingelserne.
Enkeltmetal- og multimetalkatalysatorer
Ifølge katalysatoren er den aktive komponent klassificering af et eller flere metalelementer:
Enkelt metal katalysator
Henviser til en katalysator med kun én metalkomponent. For eksempel, i den platinreformeringskatalysator, der først blev brugt i industrien i 1949, er den aktive komponent et enkelt metalplatin båret på η-aluminiumoxid indeholdende fluor eller chlor.
Multimetallisk katalysator
Komponenterne i katalysatoren er sammensat af to eller flere metaller. For eksempel platin-rhenium og andre dobbelt (flere) metal reformeringskatalysatorer understøttet på chlorholdigt y-aluminiumoxid. De har bedre ydeevne end de førnævnte reformeringskatalysatorer, der kun indeholder platin. I denne type katalysator kan en række metaller båret på bæreren danne binære eller multi-element metalklynger, således at den effektive spredning af de aktive komponenter er væsentligt forbedret. forbedre. Konceptet med metalklyngeforbindelser blev først afledt af komplekse katalysatorer. Når det anvendes på faste metalkatalysatorer, kan det anses for, at der er flere, snesevis eller flere metalatomer samlet på metaloverfladen. Siden 1970'erne, baseret på dette koncept, er en model af det aktive center af metalklynger blevet foreslået for at forklare mekanismen for nogle reaktioner. I understøttede og ikke-understøttede multimetalkatalysatorer, hvis en legering dannes mellem metalkomponenterne, kaldes det en legeringskatalysator. De mest undersøgte og anvendte er binære legeringskatalysatorer, såsom kobber-nikkel, kobber-palladium, palladium-sølv, palladium-guld, platin-guld, platin-kobber, platin-rhodium osv. Katalysatorens aktivitet kan justeres ved at justere sammensætningen af legeringen. Nogle legeringskatalysatorer har tydelige forskelle i sammensætningen af overfladen og bulkfasen. For eksempel, efter tilsætning af en lille mængde kobber til nikkelkatalysatoren, ændres den oprindelige overfladestruktur af nikkelkatalysatoren på grund af berigelsen af kobber på overfladen, hvorved ethan hydrogeneres. Lysisaktiviteten falder hurtigt. Legeringskatalysatorer har applikationer til hydrogenering, dehydrogenering, oxidation osv.
