Classificació dels catalitzadors metàl·lics

Catalitzadors metàl·lics sense suport i suportats

Segons si els components actius del catalitzador estan recolzats sobre el portador o no:

Catalitzador metàl·lic sense suport

Es refereix als catalitzadors metàl·lics sense portador, que es poden dividir en dos tipus: metall únic i aliatge segons la seva composició. Normalment s'utilitza en forma de marc metàl·lic, malla de filferro metàl·lic, pols metàl·lica, partícules metàl·liques, encenalls de metall i pel·lícula d'evaporació metàl·lica. El catalitzador metàl·lic del marc és fer un aliatge amb metall catalíticament actiu i alumini o silici, i després utilitzar una solució d'hidròxid de sodi per dissoldre l'alumini o el silici per formar una estructura metàl·lica. El catalitzador esquelètic més utilitzat a la indústria és el níquel esquelètic, que va ser inventat per M. Raney dels Estats Units l'any 1925, per la qual cosa també s'anomena níquel Raney. Els catalitzadors de níquel esquelètics s'utilitzen àmpliament en reaccions d'hidrogenació. Altres catalitzadors de marc inclouen el cobalt, el coure i el ferro. Els catalitzadors típics de malla de filferro metàl·lic són la malla de platí (vegeu la imatge) i la malla d'aliatge de platí-rodi, que s'utilitzen en el procés d'amoxidació per produir àcid nítric.

Catalitzador metàl·lic suportat

El catalitzador en què el component metàl·lic es recolza en el suport s'utilitza per millorar la dispersió i l'estabilitat tèrmica del component metàl·lic, de manera que el catalitzador tingui una estructura de porus, una forma i una resistència mecànica adequades. La majoria dels catalitzadors metàl·lics suportats es preparen impregnant la solució de sal metàl·lica al portador i reduint-la després de la transformació de la precipitació o la descomposició tèrmica. Una de les claus per a la preparació de catalitzadors metàl·lics suportats és controlar el tractament tèrmic i les condicions de reducció.

Catalitzadors monometalls i multimetalls

Segons el component actiu del catalitzador és un o més elements metàl·lics classificació:

Un sol catalitzador metàl·lic

Es refereix a un catalitzador amb només un component metàl·lic. Per exemple, en el catalitzador de reformat de platí utilitzat per primera vegada a la indústria el 1949, el component actiu és un platí metàl·lic únic recolzat en η-alúmina que conté fluor o clor.

Catalitzador multimetàl·lic

Els components del catalitzador estan formats per dos o més metalls. Per exemple, platí-reni i altres catalitzadors de reforma de metalls dobles (múltiples) recolzats en γ-alúmina que conté clor. Tenen un millor rendiment que els catalitzadors de reforma esmentats que només contenen platí. En aquest tipus de catalitzador, una varietat de metalls recolzats en el portador poden formar cúmuls metàl·lics binaris o multielement, de manera que es millora molt la dispersió efectiva dels components actius. millorar. El concepte de compostos de clúster metàl·lic es va derivar per primera vegada a partir de catalitzadors complexos. Quan s'aplica a catalitzadors metàl·lics sòlids, es pot considerar que hi ha diversos, desenes o més àtoms metàl·lics agrupats a la superfície del metall. Des dels anys 70, a partir d'aquest concepte, es proposa un model del centre actiu dels cúmuls metàl·lics per explicar el mecanisme d'algunes reaccions. En els catalitzadors multimetalls suportats i no suportats, si es forma un aliatge entre els components metàl·lics, s'anomena catalitzador d'aliatge. Els més investigats i aplicats són els catalitzadors d'aliatges binaris, com ara coure-níquel, coure-pal·ladi, pal·ladi-plata, pal·ladi-or, platí-or, platí-coure, platí-rodi, etc. L'activitat del catalitzador es pot ajustar. ajustant la composició de l'aliatge. Alguns catalitzadors d'aliatge presenten diferències òbvies en la composició de la superfície i la fase a granel. Per exemple, després d'afegir una petita quantitat de coure al catalitzador de níquel, l'estructura superficial original del catalitzador de níquel es modifica a causa de l'enriquiment de coure a la superfície, hidrogenant així l'etan. L'activitat de lisi disminueix ràpidament. Els catalitzadors d'aliatge tenen aplicacions en hidrogenació, deshidrogenació, oxidació, etc.