Класифікація металевих каталізаторів

Металеві каталізатори без опори та на підкладку

Залежно від того, нанесені активні компоненти каталізатора на носій чи ні:

Металевий каталізатор без опори

Відноситься до металевих каталізаторів без носія, які за складом можна розділити на два типи: однометалічні та сплавні. Зазвичай використовується у вигляді каркасного металу, металевої сітки, металевого порошку, металевих частинок, металевої стружки та плівки для випаровування металу. Металевий каталізатор каркаса полягає у виготовленні сплаву з каталітично активним металом і алюмінієм або кремнієм, а потім за допомогою розчину гідроксиду натрію для розчинення алюмінію або кремнію для формування металевого каркаса. Найпоширенішим скелетним каталізатором у промисловості є скелетний нікель, який був винайдений М. Рені з США у 1925 р., тому його ще називають нікелем Ренея. Скелетні нікелеві каталізатори широко використовуються в реакціях гідрування. Інші каркасні каталізатори включають каркасний кобальт, каркасну мідь і каркасне залізо. Типовими каталізаторами металевої дротяної сітки є платинова сітка (див. малюнок) і сітка з платино-родієвого сплаву, які використовуються в процесі аммоксидування для отримання азотної кислоти.

Підтриманий металевий каталізатор

Каталізатор, в якому металевий компонент нанесений на носій, використовується для поліпшення дисперсності та термічної стабільності металевого компонента, так що каталізатор має відповідну пористу структуру, форму та механічну міцність. Більшість нанесених металевих каталізаторів готують шляхом просочення розчином солі металу на носії та відновлення його після осадкового перетворення або термічного розкладання. Одним із ключових моментів приготування нанесених металевих каталізаторів є контроль умов термічної обробки та відновлення.

Однометалеві та мультиметалічні каталізатори

За активним компонентом каталізатора класифікують один або кілька металевих елементів:

Однометалевий каталізатор

Відноситься до каталізатора лише з одним металевим компонентом. Наприклад, у каталізаторі риформінгу платини, вперше використаному в промисловості в 1949 році, активним компонентом є платина з одного металу, нанесена на η-оксид алюмінію, що містить фтор або хлор.

Мультиметалічний каталізатор

Компоненти каталізатора складаються з двох або більше металів. Наприклад, платино-ренієві та інші подвійні (кілька) каталізатори риформінгу металів нанесені на хлорвмісний γ-оксид алюмінію. Вони мають кращу продуктивність, ніж вищезгадані каталізатори риформінгу, що містять тільки платину. У цьому типі каталізатора різноманітні метали, що знаходяться на носії, можуть утворювати бінарні або багатоелементні металеві кластери, так що ефективне розсіювання активних компонентів значно покращується. покращити. Концепція металевих кластерних сполук вперше була отримана на основі складних каталізаторів. При застосуванні до твердих металевих каталізаторів можна вважати, що на поверхні металу групуються кілька, десятки або більше атомів металу. З 1970-х років на основі цієї концепції була запропонована модель активного центру металевих кластерів для пояснення механізму деяких реакцій. У мультиметалевих каталізаторах на основі та без підкладки, якщо між металевими компонентами утворюється сплав, його називають каталізатором сплаву. Найбільш дослідженими та застосовуваними є каталізатори бінарних сплавів, такі як мідь-нікель, мідь-паладій, паладій-срібло, паладій-золото, платина-золото, платина-мідь, платина-родієвий та ін. Активність каталізатора можна регулювати. шляхом регулювання складу сплаву. Деякі каталізатори сплавів мають очевидні відмінності в складі поверхні і об’ємної фази. Наприклад, після додавання невеликої кількості міді до нікелевого каталізатора початкова структура поверхні нікелевого каталізатора змінюється за рахунок збагачення міді на поверхні, тим самим гідрюючи етан. Активність лізису швидко зменшується. Сплавні каталізатори знаходять застосування в гідруванні, дегідруванні, окисленні тощо.