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一篇文章告诉你纳米贵金属催化剂的应用现状

来源:广州宏武材料科技有限公司 贵金属纳米材料的生产商    发布时间:2017-12-21浏览量:

      贵金属催化剂是指能改变化学反应速度而本身又不参与反应最终产物的贵金属材料。纳米贵金属催化剂表现出非常高的催化活性、稳定性和选择性。在多相催化领域中,贵金属固体催化剂占有重要的地位,它们广泛应用于石油化工、精细化工、环保催化、生命及生物化学等领域。

      纳米贵金属催化剂的种类  


      贵金属催化剂按照组成和结构通常可分为均相催化剂和多相催化剂。  

      均相贵金属催化剂中贵金属以高分散的纳米颗粒状态或金属簇形式存在,如金催化剂。当金被制成纳米数量级的超细粉末后,其比表面积大大增加,使得纳米金粒子与较大尺寸的金表现出不同的化学活性和催化性能,通常认为这与金粒子的表面特性、体积以及量子尺寸等因素密切且相关。  

      多相贵金属催化剂中贵金属以颗粒状高分散于载体上,可负载于金属氧化物或分子筛等之上。这样可以结合两种材质的不同性质得到性能更好的催化剂,例如Ag/TiO2。TiO2本身具有高的光催化活性,但在很多反应中也存在一定的局限性。而将具有一定催化活性的Ag沉积在TiO2表面所制备的催化剂,能够有效分离光生电子与空穴,降低还原反应(质子的还原,溶解氧的还原)的超电压,可大大提高催化剂的活性。


      纳米贵金属催化剂应用现状

 

      贵金属催化剂主要有三个方面的应用,即在氧化还原反应中的应用(包括加氢还原反应和氧化反应中的应用)、在化学电源中的应用及环境保护领域的应用。以下将介绍各种贵金属催化剂在这三方面的应用。 


1、纳米银催化剂  

      银可负载在各种载体上,但有研究表明,氧化铝是银催化剂最佳载体原料。银催化剂还用于氧化反应、加氢催化反应、对NO\CO的催化反应、电催化反应、光催化反应等


2、纳米金催化剂
      研究发现碳负载的金属氯化物的催化剂活性与阳离子的电极势大小有关,从而得出Au3+是乙炔氢氯化反应的最好催化剂的结论。发现在活性炭上负载金和钯,能提高反应活跃性[17]。有研究表明纳米金粒子能负载在很多基体上,如TiO2、Al2O3、Fe2O3和CeO2等,都在CO氧化反应中表现出良好的催化活性。

3、纳米铂催化剂  

      Pt催化剂还具有加氢、脱氢功能。在加氢催化反应中,负载型Pt催化剂较多地应用于-COOH→-CH2OH和C=C→CH-CH,并且Pt催化剂在乙炔加氢、乙烯加氢、羰基加氢的反应中只需在室温下即可进行。早在1949年the Universal Oil Products Company就将纳米铂催化剂运用于石油重整。


4、纳米钯催化剂 

      Pd能将乙烯氧化为乙醛或丙烯酸,在加氢反应中较多地应用于C=C→CH-CH、-NO2→-NH2、C-Cl→C-H、C6H6→C6H12以及C=O→CHOH反应中。


5、纳米铑催化剂

Rh 还可用于氧化反应、加氢、脱氢反应。


目前,贵金属催化剂的主要应用途径见下表:


贵金属材料名称 应  用
IB 纳米银Ag 二烯烃、炔烃选择性加氢制单烯烃;乙烯选择性氧化制氧乙烷;甲烷氨氧化制氢氰酸;芳烃的烷基化;甲醇选择性氧化制甲醛。
IB 纳米金Au CO低温氧化;烃类的燃烧;烃类的选择性氧化
VIII 纳米铂Pt 烯烃、二烯烃、炔烃的选择性加氢;汽车尾气催化剂净化处理;环烷烃、环烯烃的脱氢;SO2的催化氧化;烃类的深度氧化与燃烧;醛、酮的脱羧基化等
VII 纳米钯Pd 烯烃、芳烃、醛、酮的选择性加氢;烃类的催化氧化;不饱和硝基化合物的选择性加氢;甲醇合成;环烷烃、环烯烃的脱氢反应;植物油的加氢精制
VIII 纳米铑Rh 烃类的选择性加氢反应;汽车尾气催化净化处理;加氢甲酰化反应等
VIII 纳米钌Ru 乙烯选择性氧化制环氧乙烷;有机羧酸选择性加氢;烃类催化重整反应;制醇



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