广东新型金属催化剂小试

催化燃烧反应关键是选择合适的贵金属催化剂，贵金属成分为铂、钯等，有很高的氧化活性等优点，是主要世界各地主要催化剂类别之一。对催化剂的要求是：活性高、低温活性好，以便在尽可能低的温度下开始反应。燃烧反应是放热反应，释放出大量的热可使催化剂的表面达到500～700℃的高温，而催化剂容易因熔融而降低活性，所以要求催化剂能耐高温。一般都涂在载体上，所以它的形状也依载体而异。载体有γ-Al2O3制成的球体、圆柱体和各种异形体，有用表面覆盖活性氧化铝薄膜的多孔陶瓷蜂窝体，也有用耐热合金丝制成的膨体球和金属波纹板等。载体可减少催化剂的用量，起支撑作用。它应具有比表面积大、耐高温、机械强度大和流体阻力小等特性。贵金属催化剂必须和空气燃料喷射系统一起配合使用。广东新型金属催化剂小试

分类按催化反应类别，贵金属催化剂可分为均相催化用和多相催化用两大类。均相催化用催化剂通常为可溶性化合物(盐或络合物)，如氯化钯、氯化铑、醋酸钯、羰基铑、三苯膦羰基铑等。多相催化用催化剂为不溶性固体物，其主要形态为金属丝网态和多孔无机载体负载金属态。金属丝网催化剂(如铂网、银网)的应用范围及用量有限。绝大多数多相催化剂为载体负载贵金属型，如Pt/A12O3、Pd/C、Ag/Al2O3、Rh/SiO2、Pt-Pd/Al2O3、Pt-Rh/Al2O3等。在全部催化反应过程中，多相催化反应占80%～90%。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。按催化剂的主要活性金属分类，常用的有：钯催化剂、银催化剂、铂催化剂和铑催化剂。自主研发金属催化剂单金属催化剂是指只有一种金属组分的催化剂。

金属催化剂的吸附作用：吸附是非均相催化过程中重要的环节，过渡金属能吸附O等气体，强化学吸附能力与过渡金属的特性有关，是因为过渡金属较外层电子层中都具有d空轨道或不成对d电子，容易与气体分子形成化学吸附键，吸附活化能较小，能吸附大部分气体，较主要的是d轨道半充满或者全充满，较稳定，不易与气体分子形成化学吸附键。催化反应中，金属催化剂先吸附一种或多种反应物分子，从而使后者能够在金属表面上发生化学反应，金属催化剂对某一种反应活性的高低与反应物吸附在催化剂表面后生成的中间物的相对稳定性有关。一般情况下，处于中等强度的化学吸附态的分子会有较大的催化活性，因为太弱的吸附使反应物分子的化学键不能松弛或断裂，不易参与反应;而太强的吸附则会生成稳定的中间化合物将催化剂表面覆盖而不利于脱附。

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，如铜-镍、铜-钯、钯-银、钯-金、铂-金、铂-铜、铂－铑等。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。在环保领域，贵金属催化剂被普遍应用于汽车尾气净化、有机物催化燃烧、CO、NO氧化等。

研究金属催化剂：由于金属键的形成，在讨论金属表面的活性中心结构时，必须考虑到构成活性中心的原子周围的较近邻和次近邻原子的影响。在金属体相内，每个原子周围都有相同数目的较近邻的原子,而在表面不同部位的原子,其较近邻原子的数目则不同。配位不饱和程度越大，对外来的被吸附分子的化学作用也越大。对于金属催化剂，可以利用一定数目的表面原子组成的原子集团(原子簇)来逼近整个金属的作用。原子簇所包含的原子数目越大，其作用将越接近实际情况，但对理论研究无疑将增加更大的困难。金属簇络合物可以用来作为金属原子簇活性中心的模型。金属催化作用中利用原子簇活性中心的概念，将使多相、均相和金属酶催化作用三大领域沟通起来。几乎所有的贵金属都可用作贵金属催化剂，但常用的是铂、钯、钌等，其中尤以铂、铑应用较广。奉贤区自有品牌金属催化剂机理

负载型金属催化剂由于具有设备简单、操作便利、成本经济等优势受到青睐。广东新型金属催化剂小试

金属催化剂的合成：氧化碳加氢用镍催化剂将一氧化碳加氢还原为甲烷，是由煤转化为液体燃料和化学燃料的重要途径。此法工业上用于除去氢气中的少量一氧化碳。碱促进的铁或钴催化剂把一氧化碳加氢得到以液体烃为主的产物，称费－托合成：①采用含有费－托催化剂的沸石或不同孔径的氧化铝作催化剂。这样，产物分子受到空腔的限制，不至于产生链太长的产物。例如，在151℃和6大气压下将一氧化碳和氢气通过钴-A型沸石,只生成丙烯。②将费-托催化剂(或合成甲醇催化剂)混以HZSM-5型沸石，使生成的烃类或含氧化物的中间产物经酸催化，按碳离子机理转化为低级烃。③添加化合物对费-托催化剂进行化学修饰，使产物为低级烃。例如采用铁-锰-锌-氧化钾催化剂,产物的碳原子数小于C5。④采用新型催化剂。广东新型金属催化剂小试

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