Uvod u katalizatore plemenitih metala

1.Karakteristike katalizatora plemenitih metala
Promjena brzine hemijskih reakcija
Ne učestvuje u konačnom proizvodu reakcije
Gotovo svi plemeniti metali mogu se koristiti kao katalizatori
Među njima, najčešće korišćeni katalizatori plemenitih metala su platina, paladijum, rodijum, srebro, rutenijum, itd. Među njima se najviše koriste platina i rodijum. Zbog svojih nepopunjenih d-elektronskih orbitala, njihove površine su sklone adsorpciji reaktanata i imaju umjerenu snagu, što olakšava formiranje međuproizvodnih "aktivnih spojeva". Zbog ove karakteristike, ima visoku katalitičku aktivnost i sveobuhvatna odlična svojstva kao što su otpornost na visoke temperature, otpornost na oksidaciju i otpornost na koroziju, što ga čini važnim katalizatorskim materijalom.
2, Glavni pokazatelji aktivnosti katalizatora plemenitih metala
01aktivnost
Aktivnost je standard za mjerenje efikasnosti katalizatora. U industriji se obično izražava kao količina proizvoda dobijenih po jedinici zapremine (ili težine) katalizatora pod određenim uslovima i po jedinici vremena.
02selektivnost
Selektivnost se odnosi na specifičnost djelovanja katalizatora, odnosno, pod određenim uvjetima, katalizator samo ubrzava određenu kemijsku reakciju. Selektivnost se obično izražava kao postotak omjera broja željenih molekula proizvoda dobivenih nakon reakcije prema broju sirovina koje sudjeluju u reakciji.
03stabilnost
Stabilnost se odnosi na sposobnost katalizatora da održi svoju aktivnost i selektivnost tokom upotrebe, obično izraženu u smislu njegovog vijeka trajanja. Dobre performanse katalizatora ne zavise samo od inherentnih karakteristika aktivnih metala (kao što je elektronska struktura atoma), već i od faktora kao što su njihova kristalna struktura, veličina čestica, specifična površina, struktura pora i stanje disperzije. Osim toga, kokatalizatori i nosači također imaju značajan utjecaj na performanse katalizatora.
3.Klasifikacija katalizatora plemenitih metala
Prema različitim principima klasifikacije, katalizatori pripadaju različitim kategorijama.
01Podijeljeno oblikom nosača
Podržani katalizatori se mogu podijeliti na čestice, sferne, stupaste i saćaste oblike.
02Clasificiraju glavni aktivni metali katalizatora
Uobičajeni katalizatori uključuju srebrne katalizatore, platinaste katalizatore, paladijumske katalizatore i rodijumske katalizatore.
03Klasificiran prema kategoriji katalitičkih reakcija
Katalizatori plemenitih metala mogu se podijeliti u dvije kategorije: heterogeni katalizatori i homogeni katalizatori:
Homogeni katalizatori su obično rastvorljiva jedinjenja (soli ili kompleksi), kao što su paladijum hlorid, rodijum hlorid, paladijum acetat, karbonil rodijum, trifenilfosfin karbonil rodijum, itd.
Višefazni katalizatori su nerastvorljive čvrste materije, uglavnom u obliku metalne žičane mreže i poroznih neorganskih nosača napunjenih metalnim stanjima. Ogromna većina višefaznih katalizatora su tipovi plemenitih metala na nosačima, kao što su Pt/Al2O3, Pd/C, Ag/Al2O3, Rh/SiO2, Pt Pd/Al2O3, Pt Rh/Al2O3, itd.
U svim katalitičkim reakcijama, heterogene katalitičke reakcije čine 80% do 90%.
03Razlika između katalizatora plemenitih metala i tradicionalnih katalizatora
4. Katalizatori plemenitih metalaVSTtradicionalni katalizatori
01 Katalizatori od plemenitih metala su stabilniji i lakši za skladištenje od običnih metalnih katalizatora
Plemeniti metali su općenito manje skloni kemijskim reakcijama i imaju relativno stabilna svojstva (kao što je aluminij koji se lako oksidira i pretvara u glinicu kada je izložen zraku). Ne oksidiraju se lako na sobnoj temperaturi i ne samozapaljuju se na visokim temperaturama. U principu, kiseline i baze ih ne mogu korodirati. Stoga su, nakon pripreme sa katalizatorima plemenitih metala, stabilniji i lakši za skladištenje od nekih običnih metalnih katalizatora.
02 Katalizatori plemenitih metala pokazuju veću aktivnost i selektivnost na niskim temperaturama
Istraživanja su otkrila da interakcija između čestica plemenitih metala na nanorazmjeri i nosača može promijeniti njihova površinska svojstva (geometrijsku strukturu i površinski elektroni), ubrzati reakcije i pokazati visoku katalitičku aktivnost.
03Sinergijski efekat katalizatora plemenitih metala
Različiti katalizatori plemenitih metala mogu se koristiti ne samo pojedinačno, već iu kombinaciji.
Kada se koriste u kombinaciji, postoji sinergistički učinak između različitih katalizatora (kada se dva katalizatora koriste zajedno, njihova katalitička aktivnost je veća od zbroja dva katalizatora koja se koriste odvojeno), što uvelike povećava katalitičku aktivnost reakcije.
Štaviše, plemeniti metali mogu formirati kompozitne katalizatore s različitim omjerima sadržaja i veličinama čestica s općim metalima, poboljšavajući selektivnost reakcije i životni vijek katalizatora (dužinu upotrebljivog vremena) i smanjujući troškove katalizatora (količina plemenitih metala u prirodi je vrlo mala, pa su njihove cijene mnogo veće od cijena općih metala).
04Način pripreme je jednostavan, a učinak recikliranja je dobar
Uslovi sinteze nekih katalizatora plemenitih metala su blagi, metode sinteze su jednostavne, a učinak recikliranja starih katalizatora je još uvijek vrlo dobar, što ih čini trenutno najproučavanijim tipom katalizatora.
Katalizatori plemenitih metala se uglavnom koriste u reakcijama hidrogenacije i oksidacije, a do sada su se njihova istraživanja uglavnom fokusirala na metode pripreme, veličinu čestica i interakcije s nosačima (supstancama napunjenim česticama plemenitih metala).
Iako katalizatori plemenitih metala imaju razne prednosti, moramo shvatiti i da oni nisu svemoćni. Tokom upotrebe, katalizatori plemenitih metala mogu izgubiti svoju aktivnost zbog različitih faktora, generalno podijeljenih u tri kategorije: trovanje, sinterovanje i termička deaktivacija, koksovanje i začepljenje.
5. Uzvodno i nizvodno od katalizatora plemenitih metala
01Uzvodne sirovine katalizatora plemenitih metala oslanjaju se na uvoz
Uzvodni katalizatori plemenitih metala uglavnom uključuju minerale plemenitih metala, razvoj nosača itd.
Plemeniti metali su oskudan resurs na globalnom nivou, a glavne sirovine za katalizatore plemenitih metala su platina, paladijum i druge sirovine plemenitih metala. Međutim, Kina je zemlja sa izuzetno oskudnim resursima metala platinske grupe, uglavnom se oslanja na uvoz. Cijene su pod utjecajem globalnih i nizvodnih ekonomskih ciklusa industrije, a imaju karakteristike brzih promjena i velikih fluktuacija.
Postoje različite vrste nosača za katalizatore plemenitih metala, uglavnom silikati, metalni oksidi i nosači ugljika.
02 Katalizatori plemenitih metala se široko koriste nizvodno
Uključuje različite oblasti kao što su petrokemija, hemikalije za ugalj, farmaceutski proizvodi, pesticidi, hrana, boje, pigmenti, novi hemijski materijali, zaštita životne sredine, nova energija, elektronika, itd.