1、金属分类
金属分两类:黑色:铁、锰、铬 有色其他
稀有高熔点金属:钨、钼、铼、钒、铬、锆、铪、铌、钽
稀散金属:镓、铟、锗、硒、铊、碲
稀土金属:钪、钇、镧系
贵金属:金、银、铂、钯、铑、钌、铱、锇
此外,还有轻金属、碱土金属、反射性金属等
2、催化剂
催化剂作为一种化学物质,借助于与反应物间的相互作用,加速反应的速率,在完成催化的一次反应后,又恢复到原来的化学状态,且在反应的最终产物中不显示。
特征
★只能加速理论上可以进行的反应
★只能加速反应趋于理论最大产率,不能提高超过理论产率
★对反应具有选择性
★催化剂具有一定的寿命
受温度、压力影响主活性成分晶格变化,吸附造成S中毒、积碳等
3、催化剂构成
催化剂依据载体情况可分为无载体催化剂:如雷尼镍
负载型催化剂:如KT-02
主催化组分:催化剂的主要活性成分,由单一物质或多种物质组成。常见的有金属单质或氧化物以及有机配位物等
助催化组分:催化剂的辅助成分,自身活性很小或没有活性,通过改变催化剂物化性质,提高催化剂指标它们能有效地改变载体表面的酸碱度,增大载体的比表面积以及活性组分的分散度, 从而改善催化剂的耐烧结度、活性、耐酸碱性等。或促进载体功能。常见的助催化剂有钛、稀有高熔点钼、锆、钨以及稀土类
载体:催化剂活性组分的分散剂、黏合剂或支撑体,是负载活性组分的骨架。作为催化剂载体的物质应具有适合反应过程的形状;
(2)应具有足够的抗拉强度;具有足够的机械强度,可以经受反应过程中的机械冲击;具有足够的耐酸碱稳定性,以抵抗活性组分、反应物及产物的化学侵蚀,并能进行催化剂的再生处理;
(3)具有足够的比表面积和孔结构,以便使活性组分在其表面均匀地负载;
(4)作为催化剂载体的材料中不能含有任何可使催化剂活性组分中毒的物质;
(5)导热系数、比重和比热要适宜;
(6)原料成本低,制备方便,且制成催化剂后不会造成环境污染
氧化铝具有8种晶型,其中γ-Al2O3(活性氧化铝)具有大比表面积、特殊的孔结构和一定的耐酸性,且热稳定性较高,因而应用是最为广泛。α-Al2O3又称刚玉很好的硬度和热稳定性
4、催化剂概念
反应速率(吸氢速率):在固定条件下,完成一次催化反应时,每克催化剂每分钟的平均吸氢量。
活性(转化率):在固定条件下,已转化的指定反应物的量占指定反应物进料量的比例。
选择性:在固定条件下,转化成目标产物的指定反应物的量占已转化指定反应物的量的比例。
稳定性:催化剂的活性和选择性随时间变化的情况。包括热稳定性、化学稳定性和机械稳定性三方面。
寿命:在工业生产条件下,催化剂的活性能够达到装置生产能力和原料消耗定额的允许使用时间。
环境友好和自然界的相容性:催化剂应无毒无害,对环境友好,反应的剩余物与自然相融。
a、 催化剂自身可用于环境保护
b、 提高生产速度,降低了能耗
c、 降低了副产物的产生
d、 自身可回收利用
5、贵金属催化剂
以单一或多种贵金属以不同价态构成主活性组分的催化剂。没有找到锇基催化剂的文献。
助催化剂:CeO2 由于具有独特的4f电子层结构,ce4+具有可变价性,具有一定的贮放氧能力,与贵金属达到了很好的协同效应,促进了贵金属的分散,具有高效的氧化还原循环性能,提高催化剂的稳定性和抗积炭性能,促进从催化剂的催化活性。
ZrO:是常用的热稳定性良好的助催化剂
特点
☆易吸附反应物,催化活性高
由于贵金属为第8族元素,在微观结构中,根据键合理论贵金属的催化活性是与d轨道的填充状态联系在一起的,由于贵金属元素的d电子轨道都未填满,存在多余的空轨道,使其表面易吸附反应物。当反应物的自由电子进入其空轨道时,就能通过相互作用形成不稳定的活性中间物,这些活性中间体,由于化学稳定性等适中,可在催化过程中灵活的分解和合成,这些性质使得贵金属元素参与反应时,具有很好的活性,同时根据温度和反应环境的不同,中间体的形成类型不同
☆生成热小,对氧和氢的结合力弱,脱附快
☆热稳定性好,适用温度范围大
☆化学稳定性高,不易被氧化还原,不易被腐蚀
☆ 具有多种催化活性(如光催化、电催化等)