金属催化剂:催化反应过程要求化学吸附的强弱适中。这与费米能级之间存在一定的关系。费米能级的高低是一个强度困素,对于一定的反应物来说,费米能级的高低决定了化学吸附的强弱。如:当费米能级较低时,如d空穴过多的Cr、Mo、W、Mn等由于对H,分子吸附过强,不适合作加氢催化剂,而费米能级较高的Ni、Pd、Pt对H,分子的化学吸附的强弱较适中,因此是有效的加氢催化剂。另外,费米能级密度好似一个容量因素,决定对反应物分子吸量的多少。能级密度大对吸附量增大有利。认为过渡金属原子以杂化轨道相结合,杂化轨道通常为s、p、d等原子轨道的线性组合,称之为spd或dsp杂化。杂化轨道中d原子轨道所占的百分数称为d特性百分数,表以符号d%.它是价键理论用以关联金属催化活性和其它物性的一个特性参数。金属的d%越大,相应在的d能带中的电子填充的越多,d空穴越小。加氢催化剂一般d%在40-50%之间为宜。按载体的形状,负载型催化剂又可分为微粒状、球状、柱状及蜂窝状。浦东新区实验室贵金属均相催化剂实验应用
在催化反应过程中,至少必须有一种反应物分子与催化剂发生了某种形式的化学作用。由于催化剂的介入,化学反应改变了进行途径,而新的反应途径需要的活化能较低,这就是催化得以提高化学反应速率的原因。催化活性:催化剂参与了化学反应,降低了化学反应的活化能,加快了化学反应的速率。这说明催化剂具有催化活性。催化反应的速率是催化剂活性大小的衡量尺度。活性是评价催化剂好坏的很主要的指标。选择性:一种催化剂只对某一类反应具有明显的加速作用,对其他反应则加速作用甚小,甚至没有加速作用。这一性能就是催化剂选择性。催化剂的选择性决定了催化作用的定向性。可通过选择不同的催化剂来控制或改变化学反应的方向。寿命或稳定性:催化剂的稳定性以寿命表示。它包括热稳定性、机械稳定性和抗毒稳定性。杨浦区实验室贵金属均相催化剂实验应用用于甲醇低压羰基合成的铑配合物均相催化剂。
贵金属均相催化剂的评价装置,它包括原料气化器,原料气化器的气相出口与管线相连通,管线与合成气送气管线相连通,合成气送气管线的出口与反应釜底部的进气口相连通,反应釜的塔顶气相出口通过第二管线与除雾器相连通,除雾器顶部循环气出口通过第三管线与冷却器进口连通,冷却器的液相出口与收集槽的液相进口相连通,收集槽的气相出口通过第四管线与气液分离器相连通,气液分离器的气相出口通过第五管线与变频压缩机的进口相连,气液分离器的液相出口通过连接管线与收集槽连通,变频压缩机的出口通过第六管线与合成气送气管线相连通,收集槽的液相出口与储罐进液口相连通.本装置保证了活性评价的真实性和准确性。
非晶态合金催化剂主要用于电极催化、加氢、脱氢、异构化及分解等反应。在选择和设计金属催化剂时,常考虑金属组分与反应物分子间应有合适的能量适应性和空间适应性,以利于反应分子的活化。然后考虑选择合适的助催化剂和催化剂载体以及所需的制备工艺,并严格控制制备条件,以满足所需的化学组成和物理结构,包括金属晶粒大小和分布等。除贵金属外,还原态的金属催化剂均极为活泼,易丁被氧化。催化剂生产厂为了贮运的方便,多以氧化物状态提供商品,用户经活化处理或在使用过程中才还原成金属状态。活化的方法、条件十分重要。有些催化剂生产厂也提供某些预还原的氨合成用的铁催化剂,以缩短用户的开工期,并保证催化剂的使用特性。贵金属在均相催化反应中可以很经济地用于国内工业生产,促进了过渡金属络合催化的研究。
不同类型的催化剂有不同的制备方法。均相催化用催化剂的制备主要是用化学法获得所需化合物及有机络合物。多相催化用无载体催化剂(如Pt-Rh网)的制备是先用火法熔炼制成合金,然后经拉丝、织网而成。载体催化剂的制备较为复杂,一般是将载体原料经配料、成形、烧成等工艺过程加工成一定形状(如球状、柱状、蜂窝状),然后用浸渍法加载贵金属活性组分及助催化剂,经还原焙烧而成。催化剂失活指催化剂在使用中会因各种因素而失去活性的现象,贵金属催化剂的失活原因一般分为中毒、烧结和热失活、结焦和堵塞三大类。铑基配合物大量应用于丙烯羰化制丁醇及辛醇、甲醇羰基化制醋酸等工业牛产中。杨浦区实验室贵金属均相催化剂实验应用
催化剂和反应物同处于一相,没有相界存在而进行的反应,称为均相催化作用。浦东新区实验室贵金属均相催化剂实验应用
催化剂中的组分由两种或两种以上的金属组成。例如负载在含氯的γ-氧化铝上的铂-铼等双(多)金属重整催化剂。它们比前述含铂的重整催化剂有更优越的性能,在这类催化剂中,负载在载体上的多种金属可形成二元或多元的金属原子簇,使活性组分的有效分散度提高。金属原子簇化合物的概念很早是从络合催化剂中来的,将其应用到固体金属催化剂中,可以认为金属表面也有几个、几十个或更多个金属原子聚集成簇。在负载型和非负载型多金属催化剂中,若金属组分之间形成合金,称为合金催化剂。研究和应用较多的是二元合金催化剂。可以通过调整合金的组成来调节催化剂的活性。某些合金催化剂的表面和体相内的组成有着明显的差异,如在镍催化剂中加入少量铜后,由于铜在表面富集,使镍催化剂原有表面构造发生变化,从而使乙烷加氢裂解活性迅速降低。合金催化剂在加氢、脱氢、氧化等方面均有应用。浦东新区实验室贵金属均相催化剂实验应用
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