Metallkatalüsaatorite klassifikatsioon

Toetuseta ja kandjaga metallkatalüsaatorid

Vastavalt sellele, kas katalüsaatori aktiivsed komponendid on kandjal või mitte:

Toetuseta metallkatalüsaator

Viitab ilma kandjata metallkatalüsaatoritele, mida võib nende koostise järgi jagada kahte tüüpi: üksikmetall ja sulam. Tavaliselt kasutatakse karkassmetalli, metalltraatvõrgu, metallipulbri, metalliosakeste, metallilaastude ja metalli aurustuskile kujul. Karkassi metallist katalüsaator valmistab sulami katalüütiliselt aktiivse metalli ja alumiiniumi või räniga ning seejärel kasutatakse alumiiniumi või räni lahustamiseks naatriumhüdroksiidi lahust, et moodustada metallkarkass. Tööstuses enimkasutatav skeleti katalüsaator on skeleti nikkel, mille leiutas ameeriklane M. Raney 1925. aastal, seega nimetatakse seda ka Raney nikliks. Skeleti nikli katalüsaatoreid kasutatakse hüdrogeenimisreaktsioonides laialdaselt. Muud karkassi katalüsaatorid hõlmavad karkassi koobaltit, karkassi vaske ja karkassi rauda. Tüüpilised metalltraatvõrgust katalüsaatorid on plaatinavõrk (vt pilti) ja plaatina-roodiumisulamist võrk, mida kasutatakse lämmastikhappe tootmiseks ammoksüdatsiooniprotsessis.

Toetatud metallkatalüsaator

Katalüsaatorit, milles metallkomponent on kandjale kantud, kasutatakse metallkomponendi dispersiooni ja termilise stabiilsuse parandamiseks, nii et katalüsaatoril on sobiv pooride struktuur, kuju ja mehaaniline tugevus. Enamik kandjaga metallkatalüsaatoreid valmistatakse metallisoola lahuse immutamise teel kandjale ja selle redutseerimisega pärast sademe muundumist või termilist lagunemist. Üks võti kandjaga metallkatalüsaatorite valmistamisel on kontrollida kuumtöötlemise ja redutseerimise tingimusi.

Ühemetallist ja mitmest metallist koosnevad katalüsaatorid

Katalüsaatori järgi on aktiivne komponent üks või mitu metallielemendi klassifikatsiooni:

Üks metallkatalüsaator

Viitab ainult ühe metallkomponendiga katalüsaatorile. Näiteks plaatina reformimise katalüsaatoris, mida tööstuses esmakordselt kasutati 1949. aastal, on aktiivne komponent üksik metallplaatina, mis on kantud fluori või kloori sisaldavale η-alumiiniumoksiidile.

Multimetalliline katalüsaator

Katalüsaatori komponendid koosnevad kahest või enamast metallist. Näiteks plaatina-reeniumi ja muud kahekordsed (mitmekordsed) metalli reformimise katalüsaatorid, mis on kantud kloori sisaldavale y-alumiiniumoksiidile. Nende jõudlus on parem kui ülalmainitud ainult plaatinat sisaldavatel reformikatalüsaatoritel. Seda tüüpi katalüsaatorites võivad mitmesugused kandjal olevad metallid moodustada kahe- või mitmeelemendilisi metalliklastreid, nii et aktiivsete komponentide tõhus hajutamine paraneb oluliselt. parandada. Metallklastri ühendite kontseptsioon tuletati esmakordselt keerukatest katalüsaatoritest. Tahketele metallkatalüsaatoritele rakendades võib arvestada, et metalli pinnal on koondunud mitu, kümneid või enamgi metalliaatomeid. Alates 1970. aastatest on selle kontseptsiooni alusel välja pakutud metalliklastrite aktiivse keskuse mudel, mis selgitab mõningate reaktsioonide mehhanismi. Toetatud ja kandjata multimetallkatalüsaatorites, kui metallkomponentide vahel moodustub sulam, nimetatakse seda sulamist katalüsaatoriks. Enim uuritud ja rakendatud on kahekomponentsete sulamite katalüsaatorid, nagu vask-nikkel, vask-pallaadium, pallaadium-hõbe, pallaadium-kuld, plaatina-kuld, plaatina-vask, plaatina-roodium jne. Katalüsaatori aktiivsust saab reguleerida reguleerides sulami koostist. Mõnel sulamist katalüsaatoril on ilmsed erinevused pinna ja puistefaasi koostises. Näiteks pärast väikese koguse vase lisamist nikkelkatalüsaatorile muutub nikkelkatalüsaatori algne pinnastruktuur, kuna vask rikastub pinnal, hüdrogeenides seeläbi etaani. Lüüsi aktiivsus väheneb kiiresti. Sulamkatalüsaatoritel on rakendusi hüdrogeenimisel, dehüdrogeenimisel, oksüdatsioonil jne.