广东自主研发贵金属均相催化剂研究进展

首先你必须知道什么贵金属均相催化剂催化。催化简单说就是通过催化剂作用加速或减慢化学反应的过程.工业反应多是希望加快反应速率.这样可以节约时间成本。假如化学反应是从反应物（A+B）到产物C.那么可以理解为我们要从一个山谷（A+B）到另外一个山谷C.此时无催化的反应物要越过很高的山峰.而催化剂可以通过降低该山峰的高度而加快反应速率.所以说催化剂对化学工业十分重要。再看自催化反应.该类反应生成的产物本身就是催化剂.伴随产物的生成.可用催化剂越来越多.反应速率也越来越愉快。自催化可简单：反应物A+B生成C的催化剂正好也是C。贵金属均相催化剂温度越高反应越快是针对基元反应的。广东自主研发贵金属均相催化剂研究进展

贵金属均相催化剂由于环保工作的特殊性.对环保催化剂提出了不同于常规工业生产用催化剂的要求.主要有以下几点:要求处理的含有毒有害物质的气体或液体的数量较大。这就要求环保催化剂具有较高的机械强度.能承受流体反复的冲刷和压力降的反复波动;要求处理的有害物质的浓度往往很低.而处理要求却很高.因此.要求环保催化剂具有较高的脱除有害毒物的活性;被处理的气体和液体污染物中.除了要脱除的目的毒物外.往往含有粉尘、酸雾、重金属元素、硫、砷、卤化物等杂质.有些是催化剂的毒物。这就要求环保催化剂有较强的抗毒稳定性.对目的毒物的脱除有较好的选择性。杨浦区常用贵金属均相催化剂研发贵金属催化剂的作用：加快化学反应速率，提高生产能力。

贵金属均相催化剂无机载体表面的活性基团一般为羟基.常采用含有三甲氧基或三乙氧基等活性基团的有机硅化合物作为接枝过渡物质.利用烷氧基与羟基易发生缩合反应的特性实现配合物的引入。这种载体表面功能化后接枝金属配合物得到的催化剂具有结构性能稳定的优点.可用于催化Diels-Alder双烯合成、羰基化、Friedel-Crafts反应、Heck反应、酯化、烯丙基胺化、加氢、氧化和各种缩合反应。另有报道以杂多酸例如磷钨酸作为接枝过渡物质.可将Rh均相配合物链接在Al2O3载体上。一般而言.固载化后的催化剂与相应的均相催化剂具有相近的活性和相同的反应机理.但因为增加了一个载体因素.就必须要考虑载体对催化剂性能的影响.对其表面积和孔容孔径都有一定的要求。

贵金属均相催化剂载体孔结构坍塌主要原因是载体的热稳定性差.无法承受高温.导致形态发生变化.比表面积急剧减小。而活性组分微晶在高温下容易自发团聚在一起.形成更稳定的状态。由于催化反应发生在活性组分表面.晶粒的团聚和长大导致活性表面积缩小.减少了活性位点.因此活性下降。就铜/氧化锌基催化剂而言.为了解决“烧结”问题.需要限制铜纳米颗粒在高温下的热运动行为。常规的共沉淀合成路线所得到的氧化铜会随机分散到氧化锌载体中.在高温下.这些无约束的“聪明”的氧化铜颗粒容易迁移和聚集。酶也是一种催化剂；酶一定是贵金属均相催化剂。

实际上.贵金属均相催化剂在参与化学反应进行的过程中.涉及的原理和具体过程会更为复杂.存在电子转移、中间过渡状态、基元反应等等。但讨论一个贵金属均相催化剂.基本上还是要从贵金属均相催化剂的三大性质出发：（1）催化活性（2）特定反应选择性（3）本身稳定性。化学反应速率只与温度和活化能有关.温度越高、活化能越低.化学反应速率就越快.而催化剂之所以能提高化学反应速率.是因为它提供一种化学反应活化能较低的反应途径。催化剂是实现原油高效转化和清洁利用中较为经济、灵活的关键中间技术.随着石油产品市场的竞争日益激烈.开发和使用新催化剂来不断地改良石油工业中各种催化反应过程成了增加产品竞争力的好的选择。贵金属催化剂的特点：具有半导体性质。广东自主研发贵金属均相催化剂研究进展

在化学反应中，贵金属均相催化剂可以分成两类，一种是均相催化剂，一种是非均相催化剂。广东自主研发贵金属均相催化剂研究进展

贵金属均相催化剂一系列固体催化剂已经被探索用于电催化还原O2到H2O2.包括金属氧化物和金属硫化物等。在这种催化剂中.可以调整组成、形貌和暴露的晶面来提高ORR到H2O2的性能。氧化铁通常被认为是电催化还原O2到H2O的催化剂。但是.通过控制表面工程和引入氧空位可以实现高选择性的电催化还原O2到H2O2多相催化剂与均相催化剂相比.在催化过程中往往具有更容易回收再使用的特性.因此往往更具有实用性。对于ORR到H2O2.碳材料由于其成本低、稳定性好、结构可调性好等优点.在ORR等电化学反应中得到了较多的应用。SACs在传统的均相催化剂和多相催化剂之间架起了一座桥梁.在金属原子利用率接近100%的情况下.根据金属及其配位环境的不同.可以实现活性和选择性的良好提高。广东自主研发贵金属均相催化剂研究进展

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