Razvrstitev kovinskih katalizatorjev

Nepodprti in podprti kovinski katalizatorji

Glede na to, ali so aktivne komponente katalizatorja podprte na nosilcu ali ne:

Kovinski katalizator brez podpore

Nanaša se na kovinske katalizatorje brez nosilca, ki jih lahko glede na njihovo sestavo razdelimo na dve vrsti: enojne kovine in zlitine. Običajno se uporablja v obliki kovinskega ogrodja, kovinske žične mreže, kovinskega prahu, kovinskih delcev, kovinskih sekancev in filma za izhlapevanje kovin. Okvirni kovinski katalizator je izdelava zlitine s katalitično aktivno kovino in aluminijem ali silicijem, nato pa z raztopino natrijevega hidroksida raztopimo aluminij ali silicij, da tvorimo kovinsko ogrodje. Najpogosteje uporabljen skeletni katalizator v industriji je skeletni nikelj, ki ga je leta 1925 izumil M. Raney iz ZDA, zato ga imenujejo tudi Raney nikelj. Skeletni nikljevi katalizatorji se pogosto uporabljajo v reakcijah hidrogeniranja. Drugi okvirni katalizatorji vključujejo okvirni kobalt, okvirni baker in okvirno železo. Tipični katalizatorji kovinske žice so platinasta mreža (glej sliko) in mreža iz zlitine platina-rodij, ki se uporabljata v procesu amoksidacije za proizvodnjo dušikove kisline.

Podprti kovinski katalizator

Katalizator, v katerem je kovinska komponenta podprta na nosilcu, se uporablja za izboljšanje disperzije in toplotne stabilnosti kovinske komponente, tako da ima katalizator ustrezno strukturo por, obliko in mehansko trdnost. Večina podprtih kovinskih katalizatorjev je pripravljena z impregniranjem raztopine kovinske soli na nosilcu in reduciranjem po precipitacijski transformaciji ali termični razgradnji. Eden od ključev za pripravo podprtih kovinskih katalizatorjev je nadzor pogojev toplotne obdelave in redukcije.

Enokovinski in večkovinski katalizatorji

Glede na aktivno komponento katalizatorja je ena ali več razvrstitev kovinskih elementov:

Enojni kovinski katalizator

Nanaša se na katalizator s samo eno kovinsko komponento. Na primer, v katalizatorju za reformiranje platine, ki je bil prvič uporabljen v industriji leta 1949, je aktivna komponenta ena kovinska platina, podprta na η-aluminijev oksid, ki vsebuje fluor ali klor.

Multimetalni katalizator

Komponente v katalizatorju so sestavljene iz dveh ali več kovin. Na primer, platina-renij in drugi dvojni (več) kovinski reforming katalizatorji, podprti na γ-aluminijev oksid, ki vsebuje klor. Imajo boljšo zmogljivost kot prej omenjeni reforming katalizatorji, ki vsebujejo samo platino. Pri tej vrsti katalizatorja lahko različne kovine, podprte na nosilcu, tvorijo binarne ali večelementne kovinske grozde, tako da se učinkovita disperzija aktivnih komponent močno izboljša. izboljšati. Koncept spojin kovinskih grozdov je bil najprej izpeljan iz kompleksnih katalizatorjev. Ko se nanese na trdne kovinske katalizatorje, lahko štejemo, da je na kovinski površini združenih več, desetine ali več atomov kovine. Od sedemdesetih let prejšnjega stoletja je bil na podlagi tega koncepta predlagan model aktivnega središča kovinskih grozdov za razlago mehanizma nekaterih reakcij. V podprtih in nepodprtih multimetalnih katalizatorjih, če se med kovinskimi komponentami oblikuje zlitina, se imenuje katalizator zlitine. Najbolj raziskani in uporabljeni so binarni katalizatorji iz zlitin, kot so baker-nikelj, baker-paladij, paladij-srebro, paladij-zlato, platina-zlato, platina-baker, platina-rodij itd. Aktivnost katalizatorja je mogoče prilagoditi s prilagajanjem sestave zlitine. Nekateri katalizatorji iz zlitin imajo očitne razlike v sestavi površine in faze v razsutem stanju. Na primer, po dodajanju majhne količine bakra nikljevemu katalizatorju se prvotna površinska struktura nikljevega katalizatorja spremeni zaradi obogatitve bakra na površini, s čimer se hidrogenira etan. Aktivnost lize se hitro zmanjša. Katalizatorji iz zlitin se uporabljajo pri hidrogenaciji, dehidrogenaciji, oksidaciji itd.