Metallikatalyyttien luokitus

Kantamattomat ja tuetut metallikatalyytit

Sen mukaan, ovatko katalyytin aktiiviset komponentit kantajalla vai ei:

Tukematon metallikatalyytti

Viittaa metallikatalyytteihin ilman kantajaa, jotka voidaan jakaa kahteen tyyppiin: yksimetalli ja metalliseos koostumuksensa mukaan. Yleensä käytetään runkometallin, metallilankaverkon, metallijauheen, metallihiukkasten, metallilastujen ja metallin haihdutuskalvon muodossa. Runkometallikatalysaattorin tarkoituksena on tehdä seos katalyyttisesti aktiivisen metallin ja alumiinin tai piin kanssa ja sitten käyttää natriumhydroksidiliuosta alumiinin tai piin liuottamiseen metallirungon muodostamiseksi. Teollisuudessa yleisimmin käytetty luuston katalyytti on luurunkoinen nikkeli, jonka yhdysvaltalainen M. Raney keksi vuonna 1925, joten sitä kutsutaan myös Raney-nikkeliksi. Luuston nikkelikatalyyttejä käytetään laajalti hydrausreaktioissa. Muita rungon katalyyttejä ovat runkokoboltti, runkokupari ja runkorauta. Tyypillisiä metallilankaverkkokatalyyttejä ovat platinaverkko (katso kuva) ja platina-rodiumseosverkko, joita käytetään ammoksidointiprosessissa typpihapon tuottamiseksi.

Tuettu metallikatalyytti

Katalyyttiä, jossa metallikomponentti on tuettu kantajalle, käytetään parantamaan metallikomponentin dispersiota ja lämpöstabiilisuutta siten, että katalyytillä on sopiva huokosrakenne, muoto ja mekaaninen lujuus. Useimmat kantajalla olevat metallikatalyytit valmistetaan kyllästämällä metallisuolaliuos kantajalle ja pelkistämällä se saostuman muuntamisen tai lämpöhajoamisen jälkeen. Yksi kantoaineella olevien metallikatalyyttien valmistuksen avaimista on lämpökäsittelyn ja pelkistysolosuhteiden säätely.

Yksimetalliset ja monimetallikatalyytit

Katalyytin aktiivisen komponentin mukaan on yksi tai useampi metallielementtien luokitus:

Yksimetallinen katalyytti

Viittaa katalyyttiin, jossa on vain yksi metallikomponentti. Esimerkiksi teollisuudessa ensimmäisen kerran vuonna 1949 käytetyssä platinareformointikatalyytissä aktiivinen komponentti on yksittäinen metalliplatina, joka on tuettu fluoria tai klooria sisältävälle η-alumiinioksidille.

Multimetallinen katalyytti

Katalyytin komponentit koostuvat kahdesta tai useammasta metallista. Esimerkiksi platina-renium ja muut kaksois(monikertaiset) metallireformointikatalyytit, jotka on tuettu klooria sisältävälle y-alumiinioksidille. Niillä on parempi suorituskyky kuin edellä mainituilla vain platinaa sisältävillä reformointikatalyyteillä. Tämän tyyppisessä katalyytissä erilaiset kantajalle tuetut metallit voivat muodostaa binäärisiä tai monielementtisiä metalliklustereita, jolloin aktiivisten komponenttien tehokas dispersio paranee huomattavasti. parantaa. Metalliklusteriyhdisteiden käsite johdettiin ensin monimutkaisista katalyyteistä. Kiinteisiin metallikatalyytteihin sovellettaessa voidaan ajatella, että metallin pinnalle on klusteroitunut useita, kymmeniä tai useampia metalliatomeja. 1970-luvulta lähtien tähän käsitteeseen perustuvaa mallia metalliklusterien aktiivisesta keskuksesta on ehdotettu selittämään joidenkin reaktioiden mekanismia. Jos metallikomponenttien väliin muodostuu metalliseos, sitä kutsutaan metalliseoskatalyytiksi. Tutkituimmat ja käytetyimmät ovat binääriset metalliseoskatalyytit, kuten kupari-nikkeli, kupari-palladium, palladium-hopea, palladium-kulta, platina-kulta, platina-kupari, platina-rodium jne. Katalyytin aktiivisuutta voidaan säätää. säätämällä seoksen koostumusta. Joillakin metalliseoskatalyyteillä on ilmeisiä eroja pinnan ja bulkkifaasin koostumuksessa. Esimerkiksi kun nikkelikatalyyttiin on lisätty pieni määrä kuparia, nikkelikatalyytin alkuperäinen pintarakenne muuttuu pinnalla olevan kuparin rikastumisesta johtuen, jolloin etaani hydrataan. Hajotusaktiivisuus vähenee nopeasti. Seoskatalyyteillä on sovelluksia hydrauksessa, dehydrauksessa, hapetuksessa jne.