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金属催化剂的应用有哪些
2019-05-28 16:13:31
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金属催化剂的应用有哪些


  在选择和设计金属催化剂时,常考虑金属组分与反应物分子间应有合适的能量适应性和空间适应性,以利于反应分子的活化。然后考虑选择合适的助催化剂和催化剂载体以及所需的制备工艺,并严格控制制备条件,以满足所需的化学组成和物理结构,包括金属晶粒大小和分布等。除贵金属外,还原态的金属催化剂均极为活泼,易于被氧化。


波克棋牌  金属催化剂生产厂为了贮运的方便,多以氧化物状态提供商品(见表),用户经活化处理或在使用过程中才还原成金属状态。活化的方法、条件十分重要(见催化剂使用)。有些催化剂生产厂也提供某些预还原的氨合成用的铁催化剂,以缩短用户的开工期,并保证催化剂的使用特性。


  许多金属都可作为催化剂,用得最普遍的是过渡金属。过渡金属具有优良的加氢脱氢特性,是工业上广泛应用的加氢脱氢催化剂。有些金属还具有氧化和重整的性能。将助催化剂掺入金属组分中,或将金属组分分散在载体上,是两种常用的金属催化剂类型。由两种以上金属组成的合金催化剂,无论对于理论研究还是实际应用都有重要意义。


  原理金属键的作用过渡金属的化学性质与过渡金属原子的d轨道密切相关。d轨道参与形成金属键的分数(d%)与金属的催化活性有一定的关系。鉴于金属键电子的高度离域性,研究金属催化作用时应首先考虑作为金属整体性质的电子迁移性,以及金属原子之间远程的电子相互作用。


  20世纪50年代,应用固体物理的能带理论对金属和半导体催化剂的电子结构进行了描述。当过渡金属原子形成固体时,原子最外层的s轨道和d轨道分别形成了能带,s能带和d能带相互重叠,根据能级的高低,外层电子将在s带和d带中重新分布。因此,也可以用“d-空穴”的概念来描述过渡金属的d状态。d特征即d%越大,“d-空穴”越少。


  由于金属键的形成,在讨论金属表面的活性中心结构时,必须考虑到构成活性中心的原子周围的最近邻和次近邻原子的影响。在金属体相内,每个原子周围都有相同数目的最近邻的原子,而在表面不同部位的原子,其最近邻原子的数目则不同。


  配位不饱和程度越大,对外来的被吸附分子的化学作用也越大。对于金属催化剂,可以利用一定数目的表面原子组成的原子集团(原子簇)来逼近整个金属的作用。原子簇所包含的原子数目越大,其作用将越接近实际情况,但对理论研究无疑将增加更大的困难。金属簇络合物可以用来作为金属原子簇活性中心的模型。金属催化作用中利用原子簇活性中心的概念,将使多相、均相和金属酶催化作用三大领域沟通起来。


  在选择和设计金属催化剂时,常考虑金属组分与反应物分子间应有合适的能量适应性和空间适应性,以利于反应分子的活化。然后考虑选择合适的助催化剂和催化剂载体以及所需的制备工艺,并严格控制制备条件,以满足所需的化学组成和物理结构,包括金属晶粒大小和分布等。


  除贵金属外,还原态的金属催化剂均极为活泼,易于被氧化。催化剂生产厂为了贮运的方便,多以氧化物状态提供商品,用户经活化处理或在使用过程中才还原成金属状态。活化的方法、条件十分重要。有些金属催化剂生产厂也提供某些预还原的氨合成用的铁催化剂,以缩短用户的开工期,并保证催化剂的使用特性。


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