化工百科

贵金属催化剂

2023-04-24

简介


金属一般指Ⅷ族第五周期和第六周期的元素
(Ru、Rh、Pd、Os、Ir、Pt)和Au等。这些
金属在自然界中存在量比较少,价格较贵,故
称为贵金属。

贵金属作为催化剂可用于各种不同的操
作。既可以用作均相催化剂,也可以用作多
相催化剂。在均相催化剂中,贵金属与其他
过渡金属一样,也是作为中心原子通过形成
络合物用于络合催化。如PhCl (CO) [P
(Ph3)]2等。在多相催化剂中,贵金属可用于
氧化反应、加氢反应、脱氢反应、氧氯化反
应、氧化脱氢反应等。为了充分利用贵金属,
一般都制成分散度较高的负载型催化剂。使
用较多的载体有活性炭、Al2O3、SiO2、分子
筛、离子交换树脂等。贵金属含量一般在
0.5%~15%之间。由于金属含量低,这些催
化剂比较容易中毒,在一般的工艺中,对原
料的要求都比较严格。在进入反应器前,要
严格脱硫、砷、一氧化碳,有时还要脱除水、
氧、杂环化合物等。但有些负载型贵金属催
化剂也可以用于含有卤素基团以及含硫和含
磷有机化合物的加氢反应。这类催化剂能在
足够低的温度下有效地进行加氢反应,不致
产生有氢解反应,也不会脱除掉化合物上重
要的取代基或其他组分。

贵金属催化剂在加氢反应中使用较多,
如Pt、Pd、Rh、Ru是加氢反应中经常使用
的催化剂。用于不饱和烃的加氢和选择加氢、
芳烃加氢、羰基加氢、一氧化碳加氢、腈加
氢、二氧化碳加氢、硝基加氢等。

氧化反应中使用的贵金属主要是Pd、
Pt,用于一氧化碳氧化、氨氧化、醇和醛类氧
化、甲烷与水蒸气的氧化、烃氧化等。

贵金属有时也制成无载体的丝状或网状
催化剂。如用铂丝、铂网催化剂作为氨氧化
的催化剂。也可以制成金属粉末,如铂黑用
于加氢反应。

某些贵金属与其他金属可以制成合金或
双金属、多金属催化剂,以提高催化剂的活
性和选择性。

尽管通常将贵金属合为一类,但事实上
它们之间的特性并非完全相似,而且有时其
化学反应行为也各不相同。例如,在相当低
的温度下,加氢可以使氯从钯上解吸,但对
钌就不行。钌具有一些特殊的性质。另如作
为汽车尾气处理的催化剂,钌与铑具有几乎
相同的特性,但不同的是钌可生成一种既有
毒性又易挥发的挥发性氧化物,导致在通常
的汽车废气处理温度和氧化性气氛下,钌很
快地从催化剂中流失。因此,钌在汽车尾气
处理中不宜采用。

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