芜湖贵金属均相催化剂应用现状
均相催化剂的工业应用案例:1、甲醇羰化合成乙酸。该合成反应是20世纪70年代推向工业化的,是均相络合催化的又一大成就,体现了均相催化的发展。该络合催化反应的重要意义是原料路线的非石油化。过程开发成功时,正值全球第1次石油危机,原油价格飞涨,石油资源短缺,促使人们惫识到能源和有机合成原料不能过多地依赖于石油,应该向多元化方向发展。2、乙烯直接氧化制取乙醛,这是20世纪60年代发明的Wacker过程,是化学工业中较突出的成就之一,其意义在于过渡金属一乙烯化学第1个实现了工业催化的氧化反应。乙烯化学取代了此前的乙炔化学,促进了石油化工的兴起和发展;其次,第1次指明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。致毒物质导致贵金属催化剂对部分或特定成分不具备催化作用的现象我们称之为催化剂的选择性中毒。芜湖贵金属均相催化剂应用现状
贵金属催化剂中毒的主要类型:贵金属催化剂由于受到不同的毒物影响,生成了新的不同强度的键。根据其中毒强度,我们可以将其分为可恢复型中毒、选择性中毒和一直中毒。1.可恢复型中毒:致毒物质与贵金属催化剂中的铂、钯等活性成分吸附或者化合,从而生成了具有较弱强度的化学键,我们可以通过物理或化学的方法将其去除,并进行逆向再生,使得催化剂恢复其活性。这也是较轻程度的一种中毒。2.选择性中毒:致毒物质导致贵金属催化剂对部分或特定成分不具备催化作用的现象我们称之为催化剂的选择性中毒。3.一直性中毒:致毒物质与贵金属催化剂中的铂、钯等活性组分相互影响相互作用并形成很强且稳定的新的化学键,这种情况往往难以通过外部手段将致毒物质移除,恢复催化剂活性。库存贵金属均相催化剂作用贵金属催化剂生产需要大量复合型人才。
选择贵金属催化剂时注意: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。贵金属作为一种资源,产量少而且不易氧化。在使用过程中,贵金属催化剂会因各种因素而失去活性,一般分为中毒、烧结和热失活、结焦和堵塞三大类。因此,如何提高贵金属催化剂的使用寿命、降低贵金属载量、增加贵金属的回收率尤其重要。
贵金属催化剂的回收:在以往的回收工艺中,为了除去包含在其中的有机物,将废催化剂燃烧,然后进行残留物的取样检验,测定贵金属含量后的贵金属氧化物被化学处理。在很多的用途中,贵金属催化剂是能够为反应提供必要的速度和选择性的只有一个手段。同时,这些催化剂的寿命常会带来较大的成本效果,但像铂、钯这样的贵金属需要高额的初期投资。制造催化剂的经济性关键在于从废催化剂中回收贵金属并加以利用。为此,从废催化剂中迅速而有效地回收贵金属是很重要的。但是,废催化剂大多为反应混合物中的有机物质所污染。而这些有机物质往往是有毒的,所以在回收废催化剂的贵金属成分时必需首先使有机物与碳一起从载体中除去。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”。
双组分贵金属催化剂:单组分贵金属催化剂中添加另一贵金属组分,可促进电子的流动和表面氧的生成,影响颗粒粒径和电子结构,展现了比单组分贵金属催化剂更优异的催化活性。例如,Fu等在180℃下,用Pt-Pd/MCM-41双组分贵金属催化剂实现了对甲苯的完全氧化,该结果优于同等贵金属含量的单组分催化剂(Pt/MCM-41和Pd/MCM-41),分析显示,该催化剂具有较高的表面Pt0含量和双金属协同作用导致的微小金属颗粒。Guo等的研究结果显示,Pt-Pd/TiOx比Pd/TiOx催化剂拥有更多的吸附氧物种,更有利于中间产物和吸附氧的输送,从而加快氧化反应速率,提升催化活性。稀土元素的加入能够影响贵金属原子表面的电荷转移,进一步提升氧化还原能力,其中,CeO2在氧化还原过程中可快速实现Ce3+/Ce4+的转变,常被用作催化助剂。Zuo等研究显示,在高岭土/NaY负载的Pd-Pt催化剂中加入Ce后,氧物种的数目增加,吸附氧溢流效应更加,该催化剂对苯催化燃烧的T90为205℃,显示出较好的催化反应活性。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、羰基铑等。上海库存贵金属均相催化剂相关性质
均相配合催化剂具有高活性、高选择性等优点,其业应用正在发展之中。芜湖贵金属均相催化剂应用现状
贵金属催化剂组成及制备方法: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,较后经还原焙烧而成。芜湖贵金属均相催化剂应用现状
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