Klassifisering av metallkatalysatorer

Ustøttede og støttede metallkatalysatorer

Avhengig av om de aktive komponentene i katalysatoren er båret på bæreren eller ikke:

Ustøttet metallkatalysator

Refererer til metallkatalysatorer uten bærer, som kan deles inn i to typer: enkeltmetall og legering i henhold til deres sammensetning. Vanligvis brukt i form av rammemetall, metalltrådnett, metallpulver, metallpartikler, metallspon og metallfordampningsfilm. Rammemetallkatalysatoren er å lage en legering med katalytisk aktivt metall og aluminium eller silisium, og deretter bruke natriumhydroksidløsning for å løse opp aluminium eller silisium for å danne et metallrammeverk. Den mest brukte skjelettkatalysatoren i industrien er skjelettnikkel, som ble oppfunnet av M. Raney fra USA i 1925, så den kalles også Raney-nikkel. Skjelett-nikkelkatalysatorer er mye brukt i hydrogeneringsreaksjoner. Andre rammeverkskatalysatorer inkluderer rammeverkskobolt, rammeverkkobber og rammejern. Typiske metallnettingskatalysatorer er platinanett (se bilde) og platina-rhodiumlegeringsnett, som brukes i ammoksidasjonsprosessen for å produsere salpetersyre.

Bæret metallkatalysator

Katalysatoren hvori metallkomponenten er båret på bæreren, brukes til å forbedre dispersjonen og termisk stabilitet av metallkomponenten, slik at katalysatoren har en passende porestruktur, form og mekanisk styrke. De fleste bårede metallkatalysatorer fremstilles ved å impregnere metallsaltløsningen på bæreren og redusere den etter presipitasjonstransformasjon eller termisk dekomponering. En av nøklene til fremstilling av bårede metallkatalysatorer er å kontrollere varmebehandlings- og reduksjonsforholdene.

Enkeltmetall- og multimetallkatalysatorer

I henhold til katalysatoren er den aktive komponenten klassifisering av ett eller flere metallelementer:

Enkel metallkatalysator

Refererer til en katalysator med bare én metallkomponent. For eksempel, i platinareformeringskatalysatoren som først ble brukt i industrien i 1949, er den aktive komponenten et enkelt metallplatina båret på η-aluminiumoksyd som inneholder fluor eller klor.

Multimetallisk katalysator

Komponentene i katalysatoren er sammensatt av to eller flere metaller. For eksempel platina-rhenium og andre doble (multiple) metallreformeringskatalysatorer båret på klorholdig y-aluminiumoksyd. De har bedre ytelse enn de nevnte reformeringskatalysatorene som bare inneholder platina. I denne typen katalysatorer kan en rekke metaller båret på bæreren danne binære eller multi-element metallklynger, slik at den effektive spredningen av de aktive komponentene er sterkt forbedret. forbedre. Konseptet med metallklyngeforbindelser ble først avledet fra komplekse katalysatorer. Når det brukes på faste metallkatalysatorer, kan det betraktes at det er flere, dusinvis eller flere metallatomer samlet på metalloverflaten. Siden 1970-tallet, basert på dette konseptet, har en modell av det aktive sentrum av metallklynger blitt foreslått for å forklare mekanismen til noen reaksjoner. I støttede og ustøttede multimetallkatalysatorer, hvis en legering dannes mellom metallkomponentene, kalles det en legeringskatalysator. De mest undersøkte og anvendte er binære legeringskatalysatorer, som kobber-nikkel, kobber-palladium, palladium-sølv, palladium-gull, platina-gull, platina-kobber, platina-rhodium, etc. Aktiviteten til katalysatoren kan justeres ved å justere sammensetningen av legeringen. Noen legeringskatalysatorer har åpenbare forskjeller i sammensetningen av overflaten og bulkfasen. For eksempel, etter tilsetning av en liten mengde kobber til nikkelkatalysatoren, endres den opprinnelige overflatestrukturen til nikkelkatalysatoren på grunn av anrikningen av kobber på overflaten, og hydrogenerer derved etan. Lyseringsaktiviteten avtar raskt. Legeringskatalysatorer har anvendelser innen hydrogenering, dehydrogenering, oksidasjon, etc.