Klasifikácia kovových katalyzátorov

Nenosené a nanesené kovové katalyzátory

Podľa toho, či sú aktívne zložky katalyzátora na nosiči alebo nie:

Kovový katalyzátor bez nosiča

Vzťahuje sa na kovové katalyzátory bez nosiča, ktoré možno rozdeliť do dvoch typov: jeden kov a zliatina podľa ich zloženia. Zvyčajne sa používa vo forme kovovej konštrukcie, kovového drôteného pletiva, kovového prášku, kovových častíc, kovových triesok a filmu z odparovania kovu. Kovový katalyzátor má vytvoriť zliatinu s katalyticky aktívnym kovom a hliníkom alebo kremíkom a potom použiť roztok hydroxidu sodného na rozpustenie hliníka alebo kremíka na vytvorenie kovovej konštrukcie. Najčastejšie používaným skeletovým katalyzátorom v priemysle je skeletálny nikel, ktorý vynašiel M. Raney zo Spojených štátov amerických v roku 1925, preto sa nazýva aj Raneyov nikel. Kostrové niklové katalyzátory sa široko používajú pri hydrogenačných reakciách. Medzi ďalšie katalyzátory kostry patrí kobalt, meď a železo. Typické katalyzátory z kovového drôteného pletiva sú platinové pletivo (pozri obrázok) a pletivo zo zliatiny platiny a ródia, ktoré sa používajú v procese ammoxidácie na výrobu kyseliny dusičnej.

Kovový katalyzátor na nosiči

Katalyzátor, v ktorom je kovová zložka nanesená na nosiči, sa používa na zlepšenie disperzie a tepelnej stability kovovej zložky, aby mal katalyzátor vhodnú štruktúru pórov, tvar a mechanickú pevnosť. Väčšina nanesených kovových katalyzátorov sa pripravuje impregnáciou roztoku soli kovu na nosič a jeho redukciou po precipitačnej transformácii alebo tepelnom rozklade. Jedným z kľúčov k príprave nanesených kovových katalyzátorov je kontrola podmienok tepelného spracovania a redukcie.

Jednokovové a viackovové katalyzátory

Podľa aktívnej zložky katalyzátora je klasifikácia jedného alebo viacerých kovových prvkov:

Jediný kovový katalyzátor

Vzťahuje sa na katalyzátor s iba jednou kovovou zložkou. Napríklad v katalyzátore na reformovanie platiny, ktorý sa prvýkrát použil v priemysle v roku 1949, je aktívnou zložkou jediná kovová platina nanesená na η-oxide hlinitom obsahujúcom fluór alebo chlór.

Multikovový katalyzátor

Komponenty v katalyzátore sú zložené z dvoch alebo viacerých kovov. Napríklad platina-rénium a iné dvojité (viacnásobné) katalyzátory na reformovanie kovov nanesené na y-oxide hlinitom s obsahom chlóru. Majú lepší výkon ako vyššie uvedené reformovacie katalyzátory obsahujúce iba platinu. V tomto type katalyzátora môžu rôzne kovy na nosiči tvoriť binárne alebo viacprvkové kovové zhluky, takže efektívna disperzia aktívnych zložiek je značne zlepšená. zlepšiť. Koncept kovových klastrových zlúčenín bol prvýkrát odvodený od komplexných katalyzátorov. Pri aplikácii na tuhé kovové katalyzátory možno uvažovať, že na kovovom povrchu je nahromadených niekoľko, desiatky alebo viac atómov kovu. Od 70. rokov 20. storočia sa na základe tohto konceptu navrhuje model aktívneho centra kovových zhlukov, ktorý má vysvetliť mechanizmus niektorých reakcií. Ak sa v multikovových katalyzátoroch na nosiči a bez nosiča vytvorí zliatina medzi kovovými zložkami, nazýva sa to zliatinový katalyzátor. Najviac skúmané a používané sú binárne zliatinové katalyzátory, ako meď-nikel, meď-paládium, paládium-striebro, paládium-zlato, platina-zlato, platina-meď, platina-ródium atď. Aktivitu katalyzátora je možné upraviť úpravou zloženia zliatiny. Niektoré zliatinové katalyzátory majú zjavné rozdiely v zložení povrchu a objemovej fázy. Napríklad po pridaní malého množstva medi do niklového katalyzátora sa pôvodná povrchová štruktúra niklového katalyzátora zmení v dôsledku obohatenia medi na povrchu, čím sa etán hydrogenuje. Aktivita lýzy rýchlo klesá. Zliatinové katalyzátory majú aplikácie pri hydrogenácii, dehydrogenácii, oxidácii atď.