第一節(jié)  貴金屬催化劑的簡介

貴金屬催化劑一種能改變化學(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、銀、釕等，其中尤以鉑、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。（立項(xiàng)報(bào)告）

第二節(jié) 貴金屬催化劑的制備方法

催化劑失活指催化劑在使用中會因各種因素而失去活性的現(xiàn)象，貴金屬催化劑的失活原因一般分為中毒、燒結(jié)和熱失活、結(jié)焦和堵塞三大類。

中毒引起的失活

(1)暫時(shí)中毒(可逆中毒)： 毒物在活性中心上吸附或化合時(shí)，生成的鍵強(qiáng)度相對較弱可以采取適當(dāng)?shù)姆椒ǔザ疚?，使催化劑活性恢?fù)而不會影響催化劑的性質(zhì)，這種中毒叫做可逆中毒或暫時(shí)中毒。

(2)永久中毒(不可逆中毒)： 毒物與催化劑活性組份相互作用，形成很強(qiáng)的的化學(xué)鍵，難以用一般的方法將毒物除去以使催化劑活性恢復(fù)，這種中毒叫做不可逆中毒或永久中毒。

(3)選擇性中毒： 催化劑中毒之后可能失去對某一反應(yīng)的催化能力，但對別的反應(yīng)仍有催化活性，這種現(xiàn)象稱為選擇中毒。在連串反應(yīng)中，如果毒物僅使導(dǎo)致后繼反應(yīng)的活性位中毒，則可使反應(yīng)停留在中間階段，獲得高產(chǎn)率的中間產(chǎn)物。

結(jié)焦和堵塞引起的失活

催化劑表面上的含碳沉積物稱為結(jié)焦。以有機(jī)物為原料以固體為催化劑的多相催化反應(yīng)過程幾乎都可能發(fā)生結(jié)焦。由于含碳物質(zhì)和/或其它物質(zhì)在催化劑孔中沉積，造成孔徑減小(或孔口縮小)，使反應(yīng)物分子不能擴(kuò)散進(jìn)入孔中，這種現(xiàn)象稱為堵塞。通常含碳沉積物可與水蒸氣或氫氣作用經(jīng)氣化除去，所以結(jié)焦失活是個(gè)可逆過程。 

燒結(jié)和熱失活

催化劑的燒結(jié)和熱失活是指由高溫引起的催化劑結(jié)構(gòu)和性能的變化。高溫除了引起催化劑的燒結(jié)外，還會引起其它變化，主要包括：化學(xué)組成和相組成的變化，半熔，晶粒長大，活性組分被載體包埋，活性組分由于生成揮發(fā)性物質(zhì)或可升華的物質(zhì)而流失等。

第三節(jié) 貴金屬催化劑的分類應(yīng)用

按催化反應(yīng)類別，貴金屬催化劑可分為均相催化用和多相催化用兩大類。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、三苯膦羰基銠等。多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)、銀網(wǎng))的應(yīng)用范圍及用量有限。絕大多數(shù)多相催化劑為載體負(fù)載貴金屬型，如Pt/A12O3、Pd/C、Ag/Al2O3、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：銀催化劑、鉑催化劑、鈀催化劑和銠催化劑。

應(yīng)用

貴金屬催化劑以其優(yōu)良的活性、選擇性及穩(wěn)定性而倍受重視，廣泛用于加氫、脫氫、氧化、還原、異構(gòu)化、芳構(gòu)化、裂化、合成等反應(yīng)，在化工、石油精制、石油化學(xué)、醫(yī)藥、環(huán)保及新能源等領(lǐng)域起著非常重要的作用。

第四節(jié)  貴金屬催化劑的發(fā)展現(xiàn)狀

1831年英國菲利普斯(philips)提出以鉑為催化劑的接觸法制造硫酸，到1875年該法實(shí)現(xiàn)工業(yè)化，這是貴金屬催化劑的最早工業(yè)應(yīng)用。此后，貴金屬催化劑的工業(yè)化應(yīng)用層出不窮。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；到本世紀(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1974年起，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。貴金屬催化劑開發(fā)應(yīng)用百余年(1875～1994年)來，其發(fā)展勢頭長盛不衰。新的品種、新的制備方法、新的應(yīng)用領(lǐng)域不斷出現(xiàn)，有關(guān)基礎(chǔ)理論也在不斷完善。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，貴金屬催化劑將會在一些新領(lǐng)域中繼續(xù)發(fā)揮重要作用。當(dāng)然，由于貴金屬資源稀少、價(jià)格昂貴，人們也在不斷 研究 開發(fā)非貴金屬或低含量貴金屬催化劑。

 

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