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为什么贵金属常用做催化剂?
贵金属催化剂(precious metal catalyst)一种能改变化学反应速度而本身又不参与反应最终产物的贵金属材料。几乎所有的贵金属都可用作催化剂,但常用的是铂、钯、铑、银、钌等,其中尤以铂、铑应用最广。它们的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”,具有较高的催化活性,同时还具有耐高温、抗氧化、耐腐蚀等综合优良特性,成为最重要的催化剂材料。感兴趣的话道这个网站去看看
为什么许多贵金属是优秀的催化剂,有什么共性的地方
许多金属的氧化物具有催化作用,贵金属也是如此。所以说贵金属的催化作用,不如说是 贵金属氧化物的催化作用。贵金属之所以耐腐蚀,就是其表面特别容易生成氧化膜。贵金属的氧化膜与其他金属的氧化膜不同的是,一般金属的氧化膜容易探测到,甚至肉眼可以看到。但贵金属的氧化膜是很难检测到的。例如金铂钛的表面的氧化膜很难分做出定性和定量分析。但理论上一定是有的。就是这极微量的氧化物,就具有神奇的催化作用,也是贵金属为优秀的催化剂的原因。因为用贵金属做催化剂,消耗极少,甚至人们认为贵金属做催化剂没有消耗。因为消耗少,所以生成物中贵金属的含量极微量,很难检测到这也是贵金属是优秀的催化剂的原因之一。
什么是贵金属催化剂
贵金属催化剂已经有很长的历史了,它的工业应用可以追溯到19世纪的70年代,以铂为催化剂的接触法制造硫酸的工业。1913年,铂网催化剂用于氨氧化制硝酸;1937年Ag/Al2O3催化剂用于乙烯氧化制环氧乙烷;1949年,Pt/Al2O3催化剂用于石油重整生产高品质汽油;1959年,PdCl2-CuCl2催化剂用于乙烯氧化制乙醛;到上世纪60年代末,又出现了甲醇低压羰基合成醋酸用铑络合物催化剂。从上世纪70年代起,汽车排气净化用贵金属催化剂(以铂为主,辅以钯、铑)大量推广应用,并很快发展为用量最大的贵金属催化剂。 贵金属催化剂的英文名称是precious metal catalyst,它主要是以铂族金属(Platinum Group Metal )为主的铂(Pt)、钯(Pd)、钌(Ru)、铑(Rh)、铱(Ir)、锇(Os)等为催化活性组分的载体类非均相催化剂和铂族金属无机化合物或有机金属配合物组成的各类均相催化剂。铂族金属由于其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”,具有较高的催化活性,同时还具有耐高温、抗氧化、耐腐蚀等综合优良特性,成为最重要的催化剂材料。 按催化剂的主要活性金属分类,常用的有:铂催化剂、钯催化剂和铑催化剂、钌催化剂等。贵金属催化剂由于其无可替代的催化活性和选择性,在石油、化工、医药、农药、食品、环保、能源、电子等领域中占有极其重要的地位。在石油和化学工业中的氢化还原、氧化脱氢、催化重整、氢化裂解、加氢脱硫、还原胺化、调聚、偶联、歧化、扩环、环化、羰基化、甲酰化、脱氯以及不对称合成等反应中,贵金属均是优良的催化剂。 在环保领域贵金属催化剂被广泛应用于汽车尾气净化、有机物催化燃烧、CO、NO氧化等。在新能源方面,贵金属催化剂是新型燃料电池开发中最关键的部分。 在电子、化工等领域贵金属催化剂被用于气体净化、提纯。催化技术是当今高新技术之一,也是能产生巨大经济效益和社会效益的技术。发达国家国民经济总产值的20%~30%直接来自催化剂和催化反应。化工产品生产过程中85%以上的反应都是在催化剂作用下进行的。 据分析表明,世界上70%的铑、40%的铂和50%的钯都应用于催化剂的制备。 我相信,在不久的未来贵金属催化剂在化学新领域的研究和开发中会有着越来越广泛的应用前景。
为什么许多贵金属是优秀的催化剂,有什么共性的地方?
我觉得化学学好了,说起催化剂这一点还是很容易理解的,很多贵金属是优秀的催化剂,催化剂能做什么呢,我们来分析一下。
贵金属催化剂的主要性能指标
“活性”是衡量催化剂效能大小的标准。工业上通常以单位体积(或重量)催化剂在一定条件下,单位时间内所得到的产品数量来表示。“选择性”是指催化剂作用的专一性,即在一定条件下,某一催化剂只对某一化学反应起加速作用。“稳定性”是指催化剂在使用过程中保持其活性及选择性不变的能力,通常以使用寿命来表示。催化剂的良好性能不仅取决于活性金属的固有特性,而且取决于其结晶构造、粒子大小、比表面积、孔结构及分散状态等因素。
共性方向
能作为催化剂的金属一定是具有空d轨道,可很好地形成配位键参与反应。电子云密度高,易成键。原子半径大,其外围可以形成的配体数目多。但是其实很多时候理论上的分析并不一定能指导实际的催化性能,很多时候催化方式和活性起决定作用的其实是与金属配位的配体,而且配体的结构稍微改变,其性能就会发生天翻地覆的变化。
应用贵金属做催化剂
贵金属的氧化膜与其他金属的氧化膜不同的是,贵金属的氧化膜是很难检测到的。就是这极微量的氧化物,就具有神奇的催化作用,也是贵金属为优秀的催化剂的原因。因为用贵金属做催化剂,消耗极少,甚至人们认为贵金属做催化剂没有消耗。
总结:贵金属作为催化剂有很大的优势。
发布于 2022-08-14 06:47:45 回复
发布于 2022-08-14 14:08:27 回复
发布于 2022-08-14 09:03:12 回复