Metalinių katalizatorių klasifikacija

Nepalaikomi ir palaikomi metaliniai katalizatoriai

Pagal tai, ar aktyvūs katalizatoriaus komponentai yra ant nešiklio, ar ne:

Nepalaikomas metalinis katalizatorius

Tai metaliniai katalizatoriai be nešiklio, kuriuos pagal sudėtį galima suskirstyti į du tipus: pavienį metalą ir lydinį. Paprastai naudojamas karkaso metalo, metalinio vielos tinklo, metalo miltelių, metalo dalelių, metalo drožlių ir metalo garinimo plėvelės pavidalu. Karkaso metalo katalizatorius turi sudaryti lydinį su kataliziškai aktyviu metalu ir aliuminiu arba siliciu, o tada naudoti natrio hidroksido tirpalą, kad ištirpintų aliuminį arba silicį, kad susidarytų metalinis karkasas. Pramonėje dažniausiai naudojamas skeleto katalizatorius – skeletinis nikelis, kurį 1925 metais išrado amerikietis M. Raney, todėl jis dar vadinamas Raney nikeliu. Skeleto nikelio katalizatoriai plačiai naudojami hidrinimo reakcijose. Kiti karkaso katalizatoriai yra karkasinis kobaltas, karkasinis varis ir karkaso geležis. Tipiški metalo vielos tinklelio katalizatoriai yra platinos tinklelis (žr. paveikslėlį) ir platinos-rodžio lydinio tinklelis, kurie naudojami amoksidacijos procese, gaminant azoto rūgštį.

Palaikomas metalinis katalizatorius

Katalizatorius, kuriame metalinis komponentas laikomas ant nešiklio, naudojamas siekiant pagerinti metalinio komponento dispersiją ir terminį stabilumą, kad katalizatorius turėtų tinkamą porų struktūrą, formą ir mechaninį stiprumą. Dauguma metalinių katalizatorių su laikikliu paruošiami impregnuojant metalo druskos tirpalą ant nešiklio ir sumažinant jį po kritulių transformacijos arba terminio skilimo. Vienas iš pagrindinių metalinių katalizatorių paruošimo elementų yra terminio apdorojimo ir redukcijos sąlygų kontrolė.

Vieno metalo ir kelių metalų katalizatoriai

Pagal katalizatorių aktyvus komponentas yra vienas ar daugiau metalinių elementų klasifikacija:

Vieno metalo katalizatorius

Tai katalizatorius, turintis tik vieną metalinį komponentą. Pavyzdžiui, platinos riformingo katalizatoriuje, pirmą kartą panaudotame pramonėje 1949 m., aktyvusis komponentas yra viena metalinė platina, paremta η-aliuminio oksidu, kuriame yra fluoro arba chloro.

Multimetalinis katalizatorius

Katalizatoriaus komponentai yra sudaryti iš dviejų ar daugiau metalų. Pavyzdžiui, platinos-renio ir kiti dvigubi (daugybiniai) metalo riformingo katalizatoriai, pagrįsti chloro turinčiu γ-aliuminio oksidu. Jie pasižymi geresnėmis savybėmis nei pirmiau minėti riformingo katalizatoriai, kurių sudėtyje yra tik platinos. Šio tipo katalizatoriuose įvairūs metalai, laikomi ant nešiklio, gali sudaryti dvejetaines arba kelių elementų metalų grupes, todėl efektyvi aktyviųjų komponentų dispersija labai pagerėja. pagerinti. Metalų klasterių junginių sąvoka pirmiausia buvo kilusi iš sudėtingų katalizatorių. Taikant kietojo metalo katalizatoriams, galima manyti, kad metalo paviršiuje susitelkę keli, dešimtys ar daugiau metalo atomų. Nuo 1970-ųjų, remiantis šia koncepcija, kai kurių reakcijų mechanizmui paaiškinti buvo pasiūlytas metalų sankaupų aktyvaus centro modelis. Daugiametaliniuose katalizatoriuose su atramomis ir be atraminių metalų, jei tarp metalinių komponentų susidaro lydinys, jis vadinamas lydinio katalizatoriumi. Labiausiai ištirti ir taikomi dvejetainių lydinių katalizatoriai, tokie kaip varis-nikelis, varis-paladis, paladis-sidabras, paladis-auksas, platina-auksas, platina-varis, platina-rodis ir kt. Katalizatoriaus aktyvumą galima reguliuoti koreguojant lydinio sudėtį. Kai kurių lydinių katalizatoriai turi akivaizdžių paviršiaus ir tūrinės fazės sudėties skirtumų. Pavyzdžiui, į nikelio katalizatorių įpylus nedidelį kiekį vario, pradinė nikelio katalizatoriaus paviršiaus struktūra pasikeičia dėl paviršiaus sodrinimo vario ir taip hidrinamas etanas. Lizės aktyvumas greitai mažėja. Lydinių katalizatoriai naudojami hidrinant, dehidrogenuojant, oksiduojant ir kt.