Clasificarea catalizatorilor metalici
Nov 05, 2021
Catalizatori metalici nesuportați și suportați
În funcție de faptul că componentele active ale catalizatorului sunt sau nu sprijinite pe purtător:
Catalizator metalic nesuportat
Se referă la catalizatori metalici fără purtător, care pot fi împărțiți în două tipuri: un singur metal și aliaj în funcție de compoziția lor. Folosit de obicei sub formă de metal cadru, plasă de sârmă metalică, pulbere metalică, particule de metal, așchii de metal și peliculă de evaporare a metalului. Catalizatorul metalic cadru trebuie să facă un aliaj cu metal activ catalitic și aluminiu sau siliciu și apoi să folosească soluție de hidroxid de sodiu pentru a dizolva aluminiul sau siliciul pentru a forma un cadru metalic. Cel mai frecvent utilizat catalizator scheletic în industrie este nichelul scheletic, care a fost inventat de M. Raney din Statele Unite în 1925, deci este numit și nichel Raney. Catalizatorii scheletici de nichel sunt utilizați pe scară largă în reacțiile de hidrogenare. Alți catalizatori pentru cadru includ cobaltul pentru cadru, cupru pentru cadru și fier pentru cadru. Catalizatorii tipici din plasă de sârmă metalică sunt ochiurile de platină (vezi imaginea) și ochiurile din aliaj de platină-rodiu, care sunt utilizate în procesul de amoxidare pentru a produce acid azotic.
Catalizator metalic suportat
Catalizatorul în care componenta metalică este susținută pe purtător este utilizat pentru a îmbunătăți dispersia și stabilitatea termică a componentei metalice, astfel încât catalizatorul să aibă o structură a porilor, formă și rezistență mecanică adecvate. Majoritatea catalizatorilor metalici suportați sunt preparați prin impregnarea soluției de sare metalică pe purtător și reducerea acesteia după transformarea prin precipitare sau descompunerea termică. Una dintre cheile pentru prepararea catalizatorilor metalici suportați este controlul condițiilor de tratament termic și de reducere.
Catalizatori monometalici și multimetalici
În funcție de componenta activă a catalizatorului, se clasifică unul sau mai multe elemente metalice:
Un singur catalizator metalic
Se referă la un catalizator cu o singură componentă metalică. De exemplu, în catalizatorul de reformare a platinei utilizat pentru prima dată în industrie în 1949, componenta activă este un singur metal platină susținut pe η-alumină care conține fluor sau clor.
Catalizator multimetalic
Componentele din catalizator sunt compuse din două sau mai multe metale. De exemplu, platină-reniu și alți catalizatori dubli (multipli) de reformare a metalelor susținuți pe y-alumină care conține clor. Au performanțe mai bune decât catalizatorii de reformare menționați mai sus, care conțin doar platină. În acest tip de catalizator, o varietate de metale sprijinite pe purtător pot forma grupuri metalice binare sau cu mai multe elemente, astfel încât dispersia eficientă a componentelor active este mult îmbunătățită. îmbunătăţi. Conceptul de compuși ai grupului de metale a fost derivat pentru prima dată din catalizatori complecși. Când se aplică catalizatorilor metalici solizi, se poate considera că există mai mulți, zeci sau mai mulți atomi de metal grupați pe suprafața metalului. Începând cu anii 1970, pe baza acestui concept, a fost propus un model al centrului activ al clusterelor metalice pentru a explica mecanismul unor reacții. În catalizatorii multimetalici suportați și nesuportați, dacă se formează un aliaj între componentele metalice, acesta se numește catalizator de aliaj. Cele mai cercetate și aplicate sunt catalizatorii din aliaje binare, precum cupru-nichel, cupru-paladiu, paladiu-argint, paladiu-aur, platină-aur, platină-cupru, platină-rodiu etc. Activitatea catalizatorului poate fi ajustată. prin ajustarea compoziţiei aliajului. Unii catalizatori din aliaj au diferențe evidente în compoziția suprafeței și a fazei în vrac. De exemplu, după adăugarea unei cantități mici de cupru la catalizatorul de nichel, structura de suprafață inițială a catalizatorului de nichel este schimbată datorită îmbogățirii cuprului la suprafață, hidrogenând astfel etanul. Activitatea de liză scade rapid. Catalizatorii din aliaj au aplicații în hidrogenare, dehidrogenare, oxidare etc.
