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2022-12-09
貴金屬催化劑(precious metal catalyst)一種能改變化學(xué)反應(yīng)速度而本身又不參與反應(yīng)最終產(chǎn)物的貴金屬材料。幾乎所有的貴金屬都可用作催化劑,但常用的是鉑、鈀、銠、銀、釕等,其中尤以鉑、銠應(yīng)用最廣。它們的電子軌道都未填滿,表面易吸附反應(yīng)物,且強度適中,利于形成中間“活性化合物”,具有較高的催化活性,同時還具有耐高溫、抗氧化、耐腐蝕等綜合優(yōu)良特性,成為最重要的催化劑材料。
貴金屬催化劑的性能指標:
1、活性:是衡量催化劑效能大小的標準。工業(yè)上通常以單位體積(或重量)催化劑在一定條件下,單位時間內(nèi)所得到的產(chǎn)品數(shù)量來表示。
2、選擇性:是指催化劑作用的專一性,即在一定條件下,某一催化劑只對某一化學(xué)反應(yīng)起加速作用。選擇性通常以反應(yīng)后所得指望產(chǎn)物的克分子數(shù)與參加反應(yīng)的原料克分子數(shù)之比的百分數(shù)表示。
3、穩(wěn)定性:是指催化劑在使用過程中保持其活性及選擇性不變的能力,通常以使用壽命來表示。催化劑的良好性能不僅取決于活性金屬的固有特性(原子的電子結(jié)構(gòu)等),而且取決于其結(jié)晶構(gòu)造、粒子大小、比表面積、孔結(jié)構(gòu)及分散狀態(tài)等因素。此外,助催化劑及載體對催化劑的性能也有重要影響。
貴金屬催化劑的分類:
按催化反應(yīng)類別,貴金屬催化劑可分為均相催化用和多相催化用兩大類。均相催化用催化劑通常為可溶性化合物(鹽或絡(luò)合物),如氯化鈀、氯化銠、醋酸鈀、羰基銠、三苯膦羰基銠等。多相催化用催化劑為不溶性固體物,其主要形態(tài)為金屬絲網(wǎng)態(tài)和多孔無機載體負載金屬態(tài)。金屬絲網(wǎng)催化劑(如鉑網(wǎng)、銀網(wǎng))的應(yīng)用范圍及用量有限。絕大多數(shù)多相催化劑為載體負載貴金屬型,如Pt/A12O3、Pd/C、Ag/Al2O3、Rh/SiO2、Pt-Pd/Al2O3、Pt-Rh/Al2O3等。在全部催化反應(yīng)過程中,多相催化反應(yīng)占80%~90%。按載體的形狀,負載型催化劑又可分為微粒狀、球狀、柱狀及蜂窩狀。按催化劑的主要活性金屬分類,常用的有:銀催化劑、鉑催化劑、鈀催化劑和銠催化劑。
貴金屬催化劑的應(yīng)用:
貴金屬催化劑以其優(yōu)良的活性、選擇性及穩(wěn)定性而倍受重視,廣泛用于加氫、脫氫、氧化、還原、異構(gòu)化、芳構(gòu)化、裂化、合成等反應(yīng),在化工、石油精制、石油化學(xué)、醫(yī)藥、環(huán)保及新能源等領(lǐng)域起著非常重要的作用。
貴金屬催化劑的組成:
均相催化劑的組成較單純,通常為某種化合物。多相催化用負載型催化劑的組成較復(fù)雜,通常由活性金屬組分、助催化劑及載體組成。助催化劑是添加到催化劑中的少量物質(zhì),它本身無活性或活性很小,但能改善催化劑的性能。載體是催化劑活性組分的分散劑或支持物。載體的主要作用是增加催化劑的有效表面,提供合適的孔結(jié)構(gòu),保證足夠的機械強度和熱穩(wěn)定性。常用的催化劑載體有Al2O3、SiO2,多孔陶瓷、活性炭等。
貴金屬催化劑的制備方法:
不同類型的催化劑有不同的制備方法。均相催化用催化劑的制備主要是用化學(xué)法獲得所需化合物及有機絡(luò)合物。多相催化用無載體催化劑(如Pt-Rh網(wǎng))的制備是先用火法熔煉制成合金,然后經(jīng)拉絲、織網(wǎng)而成。載體催化劑的制備較為復(fù)雜,一般是將載體原料經(jīng)配料、成形、燒成等工藝過程加工成一定形狀(如球狀、柱狀、蜂窩狀),然后用浸漬法加載貴金屬活性組分及助催化劑,最后經(jīng)還原焙燒而成。
貴金屬催化劑產(chǎn)品的特點:
上海源林公司生產(chǎn)的稀有金屬催化劑包含Sc、La、Ce、Pr等稀有金屬元素,因多種活性組分之間的協(xié)同作用,有利于催化劑酸性位點的增加,氧化物流動性增加,催化活性增強,因而表現(xiàn)出較好的催化性能。金屬原料易于獲得且成本低,因而更加適用于工業(yè)VOCs的催化燃燒。此外,稀有金屬氧化物還具有使用壽命長、穩(wěn)定性好、再生能力強、易于形成很多不同尺寸和形狀的金屬氧化物等優(yōu)點。
貴金屬如Pt、Pd、Rh等因良好的催化性能被應(yīng)用于烷烴、烯烴、苯、醛、酮類等VOCs催化氧化燃燒中,但它們的價格昂貴,儲存量低,經(jīng)常會因為燒結(jié)或中毒失活,而且在氯化物化合物存在下也不太穩(wěn)定,限制了它們的廣泛工業(yè)應(yīng)用。
VOCs催化劑的五大優(yōu)勢:
1、采用進口堇青石原料,質(zhì)量可靠;
2、自主研發(fā)生產(chǎn)原材料,貨源充足;
3、高儲氧、高穩(wěn)定型氧化催化劑;
4、具有高穩(wěn)定性、使用時間長、高性價比等優(yōu)勢;
5、適用于CO及RCO催化氧化裝置。
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