杨浦区科研用贵金属均相催化剂概述
制造催化剂的每一种方法,实际上都是由一系列的操作单元组合而成。为了方便,人们把其中关键而具特色的操作单元的名称定为制造方法的名称。传统的方法有机械混合法、沉淀法、浸渍法、溶液蒸干法、热熔融法、浸溶法(沥滤法)、离子交换法等,现发展的新方法有化学键合法、纤维化法等。 机械混合法:将两种以上的物质加入混合设备内混合。此法简单易行,例如转化-吸收型脱硫剂的制造,是将活性组分(如二氧化锰、氧化锌、碳酸锌)与少量粘结剂(如氧化镁、氧化钙)的粉料计量连续加入一个可调节转速和倾斜度的转盘中,同时喷入计量的水、粉料滚动混合粘结,形成均匀直径的球体,此球体再经干燥、焙烧即为成品。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。杨浦区科研用贵金属均相催化剂概述
催化剂种类繁多,按状态可分为液体催化剂和固体催化剂;按反应体系的相态分为均相催化剂和多相催化剂,均相催化剂有酸、碱、可溶性过渡金属化合物和过氧化物催化剂。多相催化剂有固体酸催化剂、有机碱催化剂、金属催化剂、金属氧化物催化剂、络合物催化剂、稀土催化剂、分子筛催化剂、生物催化剂、纳米催化剂等;按照反应类型又分为聚合、缩聚、酯化、缩醛化、加氢、脱氢、氧化、还原、烷基化、异构化等催化剂;按照作用大小还分为主催化剂和助催化剂。常见生活中的“催化剂”是酶了,与人类生理活动息息相关。酶是催化特定化学反应的蛋白质、RNA或其复合体。是生物催化剂,能通过降低反应的活化能加快反应速度,但不改变反应的平衡点。绝大多数酶的化学本质是蛋白质。具有催化效率高、专一性强、作用条件温和等特点。奉贤区自主研发贵金属均相催化剂研究贵金属催化剂的d电子轨道都未填满,表面易吸附反应物,且强度适中,利于形成中间“活性化合物”。
金属催化剂多为过渡金属,有利用单一金属成分发现其在反应中的高活性和高选择性;有充分发挥多种金属成分的作用二元或多元金属催化剂。在金属的氧化还原状态不发生变化的状态下,在表面位上对反应分子的化学键进行解离,加成组合的类型。不饱和经的加氢反应,双键的异构化反应,无机化合物(N5,NO,CO,CO,等)的加氢反应,饱和怪的骨架异构化,脱氢,脱氢环化,加氢分解,C-N或C-O断裂,氨分解,甲酸,甲醇的脱氢。氧气以分子状态或解离成阴离子状态吸附,尽管在反应过程中伴随着部分氧化状态的变化但催化剂还能保持在安定的金属状态的类型。乙烯的环氧化,CO和各种经的氧化,氨气氧化成氮气,甲酸,甲醇的脱氢,甲烷部分氧化。
催化剂的制备方法:浸溶法:从多组分体系中,用适当的液态药剂(或水)抽去部分物质,制成具有多孔结构的催化剂。例如骨架镍催化剂的制造,将定量的镍和铝在电炉内熔融,熔料冷却后成为合金.将合金破碎成小颗粒,用氢氧化钠水溶液浸泡,大部分铝被溶出(生成偏铝酸钠),即形成多孔的高活性骨架镍。离子交换法:某些晶体物质(如合成沸石分子筛)的金属阳离子(如Na)可与其他阳离子交换。将其投入含有其他金属(如稀土族元素和某些贵金属)离子的溶液中,在控制的浓度、温度、pH条件下,使其他金属离子与 Na进行交换。贵金属催化剂在化工、石油精制、石油化学、医药、环保及新能源等领域起着非常重要的作用。
均相催化剂的组成较单纯,通常为某种化合物。多相催化用负载型催化剂的组成较复杂,通常由活性金属组分、助催化剂及载体组成。助催化剂是添加到催化剂中的少量物质,它本身无活性或活性很小,但能改善催化剂的性能。载体是催化剂活性组分的分散剂或支持物。载体的主要作用是增加催化剂的有效表面,提供合适的孔结构,保证足够的机械强度和热稳定性。常用的催化剂载体有Al2O3、SiO2,多孔陶瓷、活性炭等。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。在发生催化反应的物料中,不论是反应原料还是催化剂,它们都溶于反应介质中。杨浦区新型贵金属均相催化剂小试
多相催化用负载型催化剂的组成较复杂,通常由活性金属组分、助催化剂及载体组成。杨浦区科研用贵金属均相催化剂概述
催化剂的制备方法:喷雾蒸干法:用于制颗粒直径为数十微米至数百微米的流化床用催化剂。如间二甲苯流化床氨化氧化制间二甲腈催化剂的制造,先将给定浓度和体积的偏钒酸盐和铬盐水溶液充分混合,再与定量新制的硅凝胶混合,泵入喷雾干燥器内,经喷头雾化后,水分在热气流作用下蒸干,物料形成微球催化剂,从喷雾干燥器底部连续引出。热熔融法:热熔融法是制备某些催化剂的特殊方法,适用于少数不得不经过熔炼过程的催化剂,为的是借助高温条件将各个组分熔炼称为均匀分布的混合物,配合必要的后续加工,可制得性能优异的催化剂。杨浦区科研用贵金属均相催化剂概述
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