Klasifikace kovových katalyzátorů

Kovové katalyzátory bez nosiče a na nosiči

Podle toho, zda jsou aktivní složky katalyzátoru na nosiči nebo ne:

Kovový katalyzátor bez nosiče

Odkazuje na kovové katalyzátory bez nosiče, které lze rozdělit na dva typy: jednoduchý kov a slitinu podle jejich složení. Obvykle se používá ve formě nosného kovu, kovového drátěného pletiva, kovového prášku, kovových částic, kovových třísek a kovového odpařovacího filmu. Kovový katalyzátor má vytvořit slitinu s katalyticky aktivním kovem a hliníkem nebo křemíkem a poté použít roztok hydroxidu sodného k rozpuštění hliníku nebo křemíku za vzniku kovové kostry. Nejčastěji používaným skeletovým katalyzátorem v průmyslu je skeletální nikl, který vynalezl M. Raney ze Spojených států v roce 1925, proto se mu také říká Raney nikl. Kosterní niklové katalyzátory jsou široce používány v hydrogenačních reakcích. Mezi další katalyzátory struktury patří kobalt, měď a železo. Typickými katalyzátory z kovového drátěného pletiva jsou platinové pletivo (viz obrázek) a pletivo ze slitiny platiny a rhodia, které se používají v procesu ammoxidace k výrobě kyseliny dusičné.

Kovový katalyzátor na nosiči

Katalyzátor, ve kterém je kovová složka nesena na nosiči, se používá ke zlepšení disperze a tepelné stability kovové složky, takže katalyzátor má vhodnou strukturu pórů, tvar a mechanickou pevnost. Většina nanesených kovových katalyzátorů se připravuje impregnací roztoku soli kovu na nosič a jeho redukcí po srážecí transformaci nebo tepelném rozkladu. Jedním z klíčů pro přípravu nanesených kovových katalyzátorů je kontrola podmínek tepelného zpracování a redukce.

Jednokovové a vícekovové katalyzátory

Podle aktivní složky katalyzátoru je klasifikován jeden nebo více kovových prvků:

Jediný kovový katalyzátor

Odkazuje na katalyzátor s pouze jednou kovovou složkou. Například v katalyzátoru pro reformování platiny poprvé použitém v průmyslu v roce 1949 je aktivní složkou jediná kovová platina nanesená na η-oxidu hlinitém obsahujícím fluor nebo chlor.

Multimetalický katalyzátor

Komponenty v katalyzátoru jsou složeny ze dvou nebo více kovů. Například platina-rhenium a další katalyzátory pro reformování dvojitých (vícenásobných) kovů nanesené na y-oxidu hlinitém obsahujícím chlor. Mají lepší výkon než výše uvedené reformovací katalyzátory obsahující pouze platinu. V tomto typu katalyzátoru mohou různé kovy na nosiči tvořit binární nebo víceprvkové kovové shluky, takže účinná disperze aktivních složek je značně zlepšena. zlepšit. Koncept klastrových sloučenin kovů byl poprvé odvozen od komplexních katalyzátorů. Při aplikaci na pevné kovové katalyzátory lze mít za to, že na kovovém povrchu je seskupených několik, desítky nebo více atomů kovu. Od 70. let 20. století byl na základě tohoto konceptu navrhován model aktivního centra kovových shluků, který měl vysvětlit mechanismus některých reakcí. U multikovových katalyzátorů na nosiči a bez nosiče, pokud se mezi kovovými složkami vytvoří slitina, nazývá se slitinový katalyzátor. Nejvíce zkoumané a používané jsou binární slitinové katalyzátory, jako měď-nikl, měď-palladium, palladium-stříbro, palladium-zlato, platina-zlato, platina-měď, platina-rhodium atd. Aktivitu katalyzátoru lze upravit úpravou složení slitiny. Některé slitinové katalyzátory mají zjevné rozdíly ve složení povrchu a objemové fáze. Například po přidání malého množství mědi do niklového katalyzátoru se původní povrchová struktura niklového katalyzátoru změní v důsledku obohacení mědí na povrchu, čímž dojde k hydrogenaci ethanu. Aktivita lýzy rychle klesá. Slitinové katalyzátory mají uplatnění při hydrogenaci, dehydrogenaci, oxidaci atd.