一、金屬催化劑是什么
金屬催化劑是一類重(zhong)要(yao)(yao)的(de)工業催(cui)(cui)化(hua)劑(ji)，是以金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)為主(zhu)(zhu)要(yao)(yao)活性組分的(de)固體催(cui)(cui)化(hua)劑(ji)。主(zhu)(zhu)要(yao)(yao)是貴金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)及鐵、鈷(gu)、鎳等過渡元素(su)。金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)催(cui)(cui)化(hua)劑(ji)主(zhu)(zhu)要(yao)(yao)包(bao)括塊狀(zhuang)催(cui)(cui)化(hua)劑(ji)（如電解銀催(cui)(cui)化(hua)劑(ji)、融鐵催(cui)(cui)化(hua)劑(ji)、鉑網催(cui)(cui)化(hua)劑(ji)等）；分散或者負載型的(de)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)催(cui)(cui)化(hua)劑(ji)；金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)互化(hua)物催(cui)(cui)化(hua)劑(ji)；合(he)金(jin)(jin)(jin)催(cui)(cui)化(hua)劑(ji)（如Cu-Ni合(he)金(jin)(jin)(jin)加氫(qing)催(cui)(cui)化(hua)劑(ji)）；金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)簇狀(zhuang)物催(cui)(cui)化(hua)劑(ji)。
二、金屬催化劑有哪些種類
1、按催化劑的活性組分是否負載在載體上分類
（1）非負載型金屬催化劑
指不含(han)載體的金(jin)(jin)屬(shu)(shu)催(cui)(cui)化(hua)劑(ji)，按組成(cheng)(cheng)又可分(fen)單(dan)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)和(he)(he)合金(jin)(jin)兩類。通常以骨(gu)(gu)(gu)架(jia)(jia)(jia)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)催(cui)(cui)化(hua)劑(ji)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)、金(jin)(jin)屬(shu)(shu)絲網、金(jin)(jin)屬(shu)(shu)粉(fen)末、金(jin)(jin)屬(shu)(shu)顆粒、金(jin)(jin)屬(shu)(shu)屑片和(he)(he)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)蒸發膜等形式應(ying)(ying)用(yong)(yong)。骨(gu)(gu)(gu)架(jia)(jia)(jia)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)催(cui)(cui)化(hua)劑(ji)，是將具催(cui)(cui)化(hua)活性的金(jin)(jin)屬(shu)(shu)和(he)(he)鋁或硅(gui)制成(cheng)(cheng)合金(jin)(jin)，再用(yong)(yong)氫氧化(hua)鈉溶液將鋁或硅(gui)溶解掉，形成(cheng)(cheng)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)骨(gu)(gu)(gu)架(jia)(jia)(jia)。工業上最常用(yong)(yong)的骨(gu)(gu)(gu)架(jia)(jia)(jia)催(cui)(cui)化(hua)劑(ji)是骨(gu)(gu)(gu)架(jia)(jia)(jia)鎳(nie)，1925年(nian)由(you)美國(guo)的M.雷(lei)尼發明(ming)，故又稱雷(lei)尼鎳(nie)。骨(gu)(gu)(gu)架(jia)(jia)(jia)鎳(nie)催(cui)(cui)化(hua)劑(ji)廣(guang)泛應(ying)(ying)用(yong)(yong)于加氫反應(ying)(ying)中。其他骨(gu)(gu)(gu)架(jia)(jia)(jia)催(cui)(cui)化(hua)劑(ji)還有骨(gu)(gu)(gu)架(jia)(jia)(jia)鈷(gu)、骨(gu)(gu)(gu)架(jia)(jia)(jia)銅和(he)(he)骨(gu)(gu)(gu)架(jia)(jia)(jia)鐵等。典型的金(jin)(jin)屬(shu)(shu)絲網催(cui)(cui)化(hua)劑(ji)為鉑(bo)網和(he)(he)鉑(bo)-銠合金(jin)(jin)網，應(ying)(ying)用(yong)(yong)在氨化(hua)氧化(hua)生產(chan)硝化(hua)的工藝上。
（2）負載型金屬催化劑
金(jin)屬(shu)組分(fen)負載在載體上(shang)的(de)催(cui)化(hua)劑，用以(yi)提高金(jin)屬(shu)組分(fen)的(de)分(fen)散度(du)和熱(re)(re)穩定性，使(shi)催(cui)化(hua)劑有合(he)適(shi)的(de)孔結構、形狀和機械(xie)強度(du)。大多數負載型金(jin)屬(shu)催(cui)化(hua)劑是將金(jin)屬(shu)鹽類溶液浸漬在載體上(shang)，經沉淀轉化(hua)或熱(re)(re)分(fen)解后還原制得。制備負載型金(jin)屬(shu)催(cui)化(hua)劑的(de)關鍵之一是控制熱(re)(re)處理和還原條件
2、按催化劑活性組分是一種或多種金屬元素分類
（1）單金屬催化劑
單金(jin)屬(shu)催化(hua)劑(ji)指只有一(yi)種金(jin)屬(shu)組分的(de)(de)催化(hua)劑(ji)。例如1949年工(gong)業上首先應(ying)用(yong)(yong)的(de)(de)鉑(bo)重整催化(hua)劑(ji)，活性組分為單一(yi)的(de)(de)金(jin)屬(shu)鉑(bo)負(fu)載在含氟(fu)或氯(lv)的(de)(de)η-氧化(hua)鋁上。用(yong)(yong)途(tu)如：銠做催化(hua)劑(ji)用(yong)(yong)于汽(qi)車(che)工(gong)業的(de)(de)廢氣排(pai)放的(de)(de)控制(zhi)(zhi)和(he)對于磷(lin)配合物的(de)(de)合成，加氫(qing)反應(ying)和(he)加氫(qing)甲(jia)酰化(hua)（即羰基化(hua)）。鉑(bo)為催化(hua)劑(ji)的(de)(de)接觸(chu)法(fa)制(zhi)(zhi)造硫酸，鉑(bo)網催化(hua)劑(ji)用(yong)(yong)于氨氧化(hua)制(zhi)(zhi)硝酸等。
（2）多金屬催化劑
催(cui)(cui)化(hua)(hua)劑中的(de)(de)組分(fen)(fen)由(you)兩(liang)(liang)種或兩(liang)(liang)種以(yi)上(shang)的(de)(de)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)組成(cheng)(cheng)。例如負載(zai)(zai)在(zai)含氯(lv)的(de)(de)γ-氧化(hua)(hua)鋁上(shang)的(de)(de)鉑-錸等雙(shuang)（多(duo)）金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)重(zhong)整催(cui)(cui)化(hua)(hua)劑。它們比前述僅含鉑的(de)(de)重(zhong)整催(cui)(cui)化(hua)(hua)劑有更優越的(de)(de)性(xing)能，在(zai)這類催(cui)(cui)化(hua)(hua)劑中，負載(zai)(zai)在(zai)載(zai)(zai)體上(shang)的(de)(de)多(duo)種金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)可形成(cheng)(cheng)二元或多(duo)元的(de)(de)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)原(yuan)(yuan)子簇(cu)，使活性(xing)組分(fen)(fen)的(de)(de)有效分(fen)(fen)散度大大提高。金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)原(yuan)(yuan)子簇(cu)化(hua)(hua)合(he)物的(de)(de)概(gai)念最早是從絡合(he)催(cui)(cui)化(hua)(hua)劑中來的(de)(de)，將其應用(yong)到固體金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)催(cui)(cui)化(hua)(hua)劑中，可以(yi)認(ren)為金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)表面也有幾(ji)個(ge)、幾(ji)十(shi)個(ge)或更多(duo)個(ge)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)原(yuan)(yuan)子聚集成(cheng)(cheng)簇(cu)。
三、金屬催化劑的優缺點
貴金(jin)屬催(cui)化劑(ji)的優點(dian)是顯而易見的，主要包括以(yi)下幾(ji)點(dian)：
1、應用(yong)范圍廣：由(you)于貴金(jin)屬催化(hua)(hua)(hua)劑擁有更(geng)好的化(hua)(hua)(hua)學(xue)活性，因而能(neng)夠廣泛應用(yong)在化(hua)(hua)(hua)學(xue)制藥、石(shi)油(you)(you)化(hua)(hua)(hua)工、加氫、脫氫、氧化(hua)(hua)(hua)、還原(yuan)、異構化(hua)(hua)(hua)、芳(fang)構化(hua)(hua)(hua)、裂化(hua)(hua)(hua)、合成(cheng)等反(fan)應，在化(hua)(hua)(hua)工、石(shi)油(you)(you)精(jing)制、石(shi)油(you)(you)化(hua)(hua)(hua)學(xue)、醫(yi)藥、環(huan)保及新能(neng)源等領域(yu)。
2、穩(wen)(wen)定性好：貴金屬催(cui)化(hua)劑在(zai)多種(zhong)環(huan)境(jing)下(xia)都能夠穩(wen)(wen)定地保(bao)持其催(cui)化(hua)特性，同時還具有(you)耐(nai)高溫(wen)、抗氧化(hua)、耐(nai)腐蝕等綜(zong)合優良特性。
3、選擇性能好：針對(dui)不(bu)(bu)同的應用(yong)場景，貴金屬催化劑通(tong)常只針對(dui)某一化學反(fan)應起作用(yong)，不(bu)(bu)會影響到其他(ta)反(fan)應，降(jiang)低了對(dui)整個化學反(fan)應的干擾。
雖然(ran)貴金屬催化(hua)劑(ji)擁有諸多優點，同時在(zai)實際應(ying)用過程中受使用條(tiao)件和其化(hua)學性質影響也(ye)導致了其缺點，主要包(bao)括(kuo)：
1、貴(gui)(gui)金(jin)(jin)屬(shu)價(jia)格(ge)高導(dao)致其應用(yong)成(cheng)本(ben)高：貴(gui)(gui)金(jin)(jin)屬(shu)催化劑(ji)通常采用(yong)的活性成(cheng)分(fen)為(wei)鉑(bo)、鈀、銠(lao)等貴(gui)(gui)金(jin)(jin)屬(shu)，由于其稀缺性，導(dao)致其價(jia)格(ge)非常高，如，鉑(bo)的市場價(jia)格(ge)約(yue)為(wei)260元/克，鈀金(jin)(jin)的市場價(jia)格(ge)為(wei)560無/克，銠(lao)的價(jia)格(ge)約(yue)為(wei)4300元/g。這也(ye)就導(dao)致了(le)采用(yong)貴(gui)(gui)金(jin)(jin)屬(shu)催化劑(ji)的成(cheng)本(ben)比(bi)較高。
2、使用不當容易導致催化劑中毒。催化劑中毒指的是催化劑所含(han)的(de)少量(liang)雜質，或(huo)是強吸附（多(duo)為化(hua)(hua)學吸附）在活(huo)性中心上，或(huo)是與活(huo)性中心起化(hua)(hua)學作用，變(bian)為別(bie)的(de)物質，導致(zhi)催(cui)化(hua)(hua)劑失去活(huo)性的(de)現象。如使(shi)用不當很容易導致(zhi)催(cui)化(hua)(hua)劑失活(huo)。
