南京科研用贵金属均相催化剂机理

时间:2022年08月28日 来源:

双组分贵金属催化剂:单组分贵金属催化剂中添加另一贵金属组分,可促进电子的流动和表面氧的生成,影响颗粒粒径和电子结构,展现了比单组分贵金属催化剂更优异的催化活性。例如,Fu等在180℃下,用Pt-Pd/MCM-41双组分贵金属催化剂实现了对甲苯的完全氧化,该结果优于同等贵金属含量的单组分催化剂(Pt/MCM-41和Pd/MCM-41),分析显示,该催化剂具有较高的表面Pt0含量和双金属协同作用导致的微小金属颗粒。Guo等的研究结果显示,Pt-Pd/TiOx比Pd/TiOx催化剂拥有更多的吸附氧物种,更有利于中间产物和吸附氧的输送,从而加快氧化反应速率,提升催化活性。稀土元素的加入能够影响贵金属原子表面的电荷转移,进一步提升氧化还原能力,其中,CeO2在氧化还原过程中可快速实现Ce3+/Ce4+的转变,常被用作催化助剂。Zuo等研究显示,在高岭土/NaY负载的Pd-Pt催化剂中加入Ce后,氧物种的数目增加,吸附氧溢流效应更加,该催化剂对苯催化燃烧的T90为205℃,显示出较好的催化反应活性。在新能源方面,贵金属催化剂是新型燃料电池开发中较关键的部分。南京科研用贵金属均相催化剂机理

催化剂:催化剂又称触媒,是一种改变反应速率但不改变反应总标准吉布斯自由能的物质。在化学反应里能改变(加快或减慢)其他物质的化学反应速率,而本身的质量和化学性质在反应前后(反应过程中会改变)都没有发生变化的物质叫做催化剂。催化剂种类繁多,按状态可分为液体催化剂和固体催化剂;按反应体系的相态分为均相催化剂和多相催化剂;可作用于植物,使植物加快生长(既能提高也能降低);催化剂自身的组成、化学性质和质量在反应前后不发生变化;它和反应体系的关系就像锁与钥匙的关系一样,具有高度的选择性(或专一性)。一种催化剂并非对所有的化学反应都有催化作用。奉贤区实验室贵金属均相催化剂研发贵金属催化剂的d电子轨道都未填满,表面易吸附反应物,且强度适中,利于形成中间“活性化合物”。

贵金属催化剂催化燃烧挥发性有机物:挥发性有机物是指常温下沸点为50~260℃的一系列有机化合物,是重要的大气污染物。VOCs不单参与光化学烟雾的形成,还可导致呼吸道和皮肤刺激,甚至诱使机体产生病变,对环境和人体健康构成了很大威胁。催化剂的设计合成是催化燃烧技术的关键。贵金属因优异的低温催化活性和稳定性而受到研究者的多方面关注。贵金属价格昂贵,储量稀缺,为提高其使用效率,通常将贵金属负载到载体上,得到负载型催化剂。VOCs处理技术包括吸收法、吸附法、冷凝法、膜分离法、生化法、低温等离子体法、光催化氧化法、直接燃烧法和催化燃烧法等。

贵金属催化剂的回收:在以往的回收工艺中,为了除去包含在其中的有机物,将废催化剂燃烧,然后进行残留物的取样检验,测定贵金属含量后的贵金属氧化物被化学处理。在很多的用途中,贵金属催化剂是能够为反应提供必要的速度和选择性的只有一个手段。同时,这些催化剂的寿命常会带来较大的成本效果,但像铂、钯这样的贵金属需要高额的初期投资。制造催化剂的经济性关键在于从废催化剂中回收贵金属并加以利用。为此,从废催化剂中迅速而有效地回收贵金属是很重要的。但是,废催化剂大多为反应混合物中的有机物质所污染。而这些有机物质往往是有毒的,所以在回收废催化剂的贵金属成分时必需首先使有机物与碳一起从载体中除去。均相催化反应条件温和,有利于节能。

贵金属催化剂失活原因和再生:1.催化剂的使用温度低,如果催化剂使用温度低于催化剂要求的温度,那么VOCs或CO在催化剂表面容易发生结焦(积炭)。2.催化剂超高温使用,如果催化剂在超高温下使用,催化剂表面的活性组分(铂、钯)会发生团聚,粒子长大,使得催化剂的有效活性位下降,催化剂活性下降。此外,高温会造成催化剂比表面积下降,催化剂载体和助催化剂发生固相反应等,使得催化剂活性下降。催化剂超高温使用导致的催化剂性能下降是不可逆,因此在催化剂使用过程一定要避免超高温使用。3.粉尘对催化剂的影响。如果大颗粒粉尘在催化剂表面沉积,那么可以用高压空气吹扫清理。4.有机硅中毒,油通常指有机硅油,其中有机基团全部为甲基的称为甲基硅油。5.金属有机物中毒,金属有机化合物的中毒机理类似于有机硅。贵金属催化剂的性能与贵金属的含量、颗粒大小和分散度相关。普陀区自有品牌贵金属均相催化剂研究

催化炭化聚合物形成保护性炭质层是一种有效的提高聚合物材料阻燃性的方法。南京科研用贵金属均相催化剂机理

贵金属催化剂组成及制备方法:相催化剂的组成较单纯,通常为某种化合物。多相催化用负载型催化剂的组成较复杂,通常由活性金属组分、助催化剂及载体组成。助催化剂是添加到催化剂中的少量物质,它本身无活性或活性很小,但能改善催化剂的性能。载体是催化剂活性组分的分散剂或支持物。载体的主要作用是增加催化剂的有效表面,提供合适的孔结构,保证足够的机械强度和热稳定性。常用的催化剂载体有Al2O3、SiO2,多孔陶瓷、活性炭等。不同类型的催化剂有不同的制备方法。均相催化用催化剂的制备主要是用化学法获得所需化合物及有机络合物。多相催化用无载体催化剂(如Pt-Rh网)的制备是先用火法熔炼制成合金,然后经拉丝、织网而成。载体催化剂的制备较为复杂,一般是将载体原料经配料、成形、烧成等工艺过程加工成一定形状(如球状、柱状、蜂窝状),然后用浸渍法加载贵金属活性组分及助催化剂,较后经还原焙烧而成。南京科研用贵金属均相催化剂机理

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