Classificatie van metaalkatalysatoren

Niet-ondersteunde en gedragen metaalkatalysatoren

Afhankelijk van het feit of de actieve componenten van de katalysator al dan niet op de drager zijn aangebracht:

Niet-ondersteunde metaalkatalysator

Verwijst naar metaalkatalysatoren zonder drager, die kunnen worden onderverdeeld in twee soorten: enkelvoudig metaal en legering volgens hun samenstelling. Meestal gebruikt in de vorm van raamwerk, metaalgaas, metaalpoeder, metaaldeeltjes, metaalspanen en metaalverdampingsfilm. De raamwerkmetaalkatalysator is om een ​​legering te maken met katalytisch actief metaal en aluminium of silicium, en vervolgens natriumhydroxideoplossing te gebruiken om het aluminium of silicium op te lossen om een ​​metalen raamwerk te vormen. De meest gebruikte skeletkatalysator in de industrie is skeletnikkel, dat in 1925 werd uitgevonden door M. Raney uit de Verenigde Staten en daarom ook wel Raney-nikkel wordt genoemd. Skeletachtige nikkelkatalysatoren worden veel gebruikt bij hydrogeneringsreacties. Andere raamwerkkatalysatoren omvatten raamwerkkobalt, raamwerkkoper en raamwerkijzer. Typische metaaldraadgaaskatalysatoren zijn platinagaas (zie afbeelding) en platina-rhodiumlegering gaas, die worden gebruikt in het proces van ammoxidatie om salpeterzuur te produceren.

Ondersteunde metaalkatalysator

De katalysator waarin de metaalcomponent op de drager wordt gedragen, wordt gebruikt om de dispersie en thermische stabiliteit van de metaalcomponent te verbeteren, zodat de katalysator een geschikte poriestructuur, vorm en mechanische sterkte heeft. De meeste gedragen metaalkatalysatoren worden bereid door de metaalzoutoplossing op de drager te impregneren en deze te reduceren na precipitatietransformatie of thermische ontleding. Een van de sleutels tot de bereiding van gedragen metaalkatalysatoren is het beheersen van de warmtebehandeling en reductieomstandigheden.

Enkelmetaal- en multimetaalkatalysatoren

Volgens de actieve component van de katalysator is een of meer classificatie van metaalelementen:

Enkele metalen katalysator

Verwijst naar een katalysator met slechts één metalen component. Bijvoorbeeld, in de platina-reformkatalysator die voor het eerst in de industrie werd gebruikt in 1949, is de actieve component een enkelvoudig metaalplatina gedragen op a-aluminiumoxide dat fluor of chloor bevat.

Multimetalen katalysator

De componenten in de katalysator zijn samengesteld uit twee of meer metalen. Bijvoorbeeld platina-rhenium en andere dubbele (meervoudige) metaal-reforming-katalysatoren gedragen op chloorhoudend γ-alumina. Ze hebben betere prestaties dan de bovengenoemde reformingkatalysatoren die alleen platina bevatten. In dit type katalysator kan een verscheidenheid aan metalen gedragen op de drager binaire of multi-element metaalclusters vormen, zodat de effectieve dispersie van de actieve componenten sterk wordt verbeterd. verbeteren. Het concept van metaalclusterverbindingen werd voor het eerst afgeleid van complexe katalysatoren. Bij toepassing op vaste metaalkatalysatoren kan worden aangenomen dat er meerdere, tientallen of meer metaalatomen op het metaaloppervlak zijn geclusterd. Sinds de jaren zeventig is op basis van dit concept een model van het actieve centrum van metaalclusters voorgesteld om het mechanisme van sommige reacties te verklaren. In gedragen en niet-ondersteunde multimetaalkatalysatoren, als een legering wordt gevormd tussen de metalen componenten, wordt dit een legeringskatalysator genoemd. De meest onderzochte en toegepaste katalysatoren zijn binaire legeringskatalysatoren, zoals koper-nikkel, koper-palladium, palladium-zilver, palladium-goud, platina-goud, platina-koper, platina-rhodium, enz. De activiteit van de katalysator kan worden aangepast door de samenstelling van de legering aan te passen. Sommige legeringskatalysatoren hebben duidelijke verschillen in de samenstelling van het oppervlak en de bulkfase. Na bijvoorbeeld een kleine hoeveelheid koper aan de nikkelkatalysator toe te voegen, verandert de oorspronkelijke oppervlaktestructuur van de nikkelkatalysator door de verrijking van koper op het oppervlak, waardoor ethaan wordt gehydrogeneerd. De lysisactiviteit neemt snel af. Legeringskatalysatoren hebben toepassingen in hydrogenering, dehydrogenering, oxidatie, enz.