Klassificering av metallkatalysatorer

Ostödda och burna metallkatalysatorer

Beroende på om de aktiva komponenterna i katalysatorn är uppburna på bäraren eller inte:

Ostödd metallkatalysator

Avser metallkatalysatorer utan bärare, som kan delas in i två typer: enkelmetall och legering enligt deras sammansättning. Används vanligtvis i form av rammetall, metalltrådsnät, metallpulver, metallpartiklar, metallspån och metallavdunstningsfilm. Rammetallkatalysatorn är att tillverka en legering med katalytiskt aktiv metall och aluminium eller kisel, och sedan använda natriumhydroxidlösning för att lösa upp aluminiumet eller kislet för att bilda en metallram. Den vanligaste skelettkatalysatorn i industrin är skelettnickel, som uppfanns av M. Raney i USA 1925, så det kallas också Raney-nickel. Skelettnickelkatalysatorer används i stor utsträckning i hydreringsreaktioner. Andra ramverkskatalysatorer inkluderar ramverkskobolt, ramverkskopar och ramverksjärn. Typiska metalltrådsnätkatalysatorer är platinanät (se bild) och platina-rodiumlegeringsnät, som används i ammoxidationsprocessen för att producera salpetersyra.

Understödd metallkatalysator

Katalysatorn i vilken metallkomponenten är uppburen på bäraren används för att förbättra dispersionen och den termiska stabiliteten hos metallkomponenten, så att katalysatorn har en lämplig porstruktur, form och mekanisk hållfasthet. De flesta uppburna metallkatalysatorer framställs genom att impregnera metallsaltlösningen på bäraren och reducera den efter omvandling av utfällning eller termisk sönderdelning. En av nycklarna till framställningen av uppburna metallkatalysatorer är att kontrollera värmebehandlings- och reduktionsförhållandena.

Enkelmetall- och multimetallkatalysatorer

Enligt katalysatorn är den aktiva komponenten klassificering av ett eller flera metallelement:

Enkel metallkatalysator

Avser en katalysator med endast en metallkomponent. Till exempel, i den platinareformeringskatalysator som först användes i industrin 1949, är den aktiva komponenten en enda metallplatina uppburen på η-aluminiumoxid innehållande fluor eller klor.

Multimetallisk katalysator

Komponenterna i katalysatorn är sammansatta av två eller flera metaller. Till exempel platina-renium och andra dubbla (multipel) metallreformeringskatalysatorer uppburna på klorinnehållande y-aluminiumoxid. De har bättre prestanda än de tidigare nämnda reformeringskatalysatorerna som endast innehåller platina. I denna typ av katalysator kan en mängd metaller uppburna på bäraren bilda binära eller multi-element metallkluster, så att den effektiva dispergeringen av de aktiva komponenterna förbättras avsevärt. förbättra. Konceptet med metallklusterföreningar härleddes först från komplexa katalysatorer. När den appliceras på fasta metallkatalysatorer kan det anses att det finns flera, dussintals eller fler metallatomer samlade på metallytan. Sedan 1970-talet, baserat på detta koncept, har en modell av det aktiva centrumet av metallkluster föreslagits för att förklara mekanismen för vissa reaktioner. I multimetallkatalysatorer med och utan stöd, om en legering bildas mellan metallkomponenterna, kallas det en legeringskatalysator. De mest undersökta och tillämpade är binära legeringskatalysatorer, såsom koppar-nickel, koppar-palladium, palladium-silver, palladium-guld, platina-guld, platina-koppar, platina-rodium, etc. Aktiviteten hos katalysatorn kan justeras genom att justera sammansättningen av legeringen. Vissa legeringskatalysatorer har uppenbara skillnader i sammansättningen av ytan och bulkfasen. Till exempel, efter att ha tillsatt en liten mängd koppar till nickelkatalysatorn, ändras den ursprungliga ytstrukturen hos nickelkatalysatorn på grund av anrikningen av koppar på ytan, varigenom etan hydreras. Lysaktiviteten minskar snabbt. Legeringskatalysatorer har tillämpningar inom hydrering, dehydrering, oxidation, etc.