一、金屬催化劑是什么
金屬催化劑是(shi)一類重要(yao)的工業催(cui)化劑(ji)(ji)(ji)，是(shi)以(yi)金(jin)屬(shu)為主(zhu)要(yao)活性組分的固體(ti)催(cui)化劑(ji)(ji)(ji)。主(zhu)要(yao)是(shi)貴金(jin)屬(shu)及(ji)鐵(tie)(tie)、鈷(gu)、鎳等過渡元素。金(jin)屬(shu)催(cui)化劑(ji)(ji)(ji)主(zhu)要(yao)包括塊狀催(cui)化劑(ji)(ji)(ji)（如電解(jie)銀(yin)催(cui)化劑(ji)(ji)(ji)、融鐵(tie)(tie)催(cui)化劑(ji)(ji)(ji)、鉑(bo)網催(cui)化劑(ji)(ji)(ji)等）；分散或(huo)者(zhe)負載型的金(jin)屬(shu)催(cui)化劑(ji)(ji)(ji)；金(jin)屬(shu)互化物(wu)催(cui)化劑(ji)(ji)(ji)；合金(jin)催(cui)化劑(ji)(ji)(ji)（如Cu-Ni合金(jin)加氫催(cui)化劑(ji)(ji)(ji)）；金(jin)屬(shu)簇(cu)狀物(wu)催(cui)化劑(ji)(ji)(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)催化(hua)(hua)劑(ji)(ji)，按(an)組(zu)成(cheng)(cheng)又(you)可分單金(jin)(jin)屬(shu)(shu)和(he)合(he)金(jin)(jin)兩類。通常(chang)以骨(gu)架(jia)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)催化(hua)(hua)劑(ji)(ji)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)、金(jin)(jin)屬(shu)(shu)絲網(wang)、金(jin)(jin)屬(shu)(shu)粉末、金(jin)(jin)屬(shu)(shu)顆粒、金(jin)(jin)屬(shu)(shu)屑片和(he)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)蒸發(fa)(fa)膜(mo)等(deng)形式(shi)應(ying)用(yong)(yong)(yong)。骨(gu)架(jia)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)催化(hua)(hua)劑(ji)(ji)，是將具催化(hua)(hua)活性的金(jin)(jin)屬(shu)(shu)和(he)鋁或硅制(zhi)成(cheng)(cheng)合(he)金(jin)(jin)，再用(yong)(yong)(yong)氫(qing)氧(yang)化(hua)(hua)鈉溶(rong)液將鋁或硅溶(rong)解掉，形成(cheng)(cheng)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)骨(gu)架(jia)。工業(ye)上最常(chang)用(yong)(yong)(yong)的骨(gu)架(jia)催化(hua)(hua)劑(ji)(ji)是骨(gu)架(jia)鎳(nie)，1925年由美國(guo)的M.雷尼發(fa)(fa)明，故又(you)稱雷尼鎳(nie)。骨(gu)架(jia)鎳(nie)催化(hua)(hua)劑(ji)(ji)廣泛應(ying)用(yong)(yong)(yong)于加(jia)氫(qing)反應(ying)中。其(qi)他骨(gu)架(jia)催化(hua)(hua)劑(ji)(ji)還有骨(gu)架(jia)鈷、骨(gu)架(jia)銅和(he)骨(gu)架(jia)鐵等(deng)。典型的金(jin)(jin)屬(shu)(shu)絲網(wang)催化(hua)(hua)劑(ji)(ji)為鉑網(wang)和(he)鉑-銠合(he)金(jin)(jin)網(wang)，應(ying)用(yong)(yong)(yong)在氨化(hua)(hua)氧(yang)化(hua)(hua)生(sheng)產硝化(hua)(hua)的工藝上。
（2）負載型金屬催化劑
金(jin)(jin)屬(shu)(shu)組分負載(zai)在載(zai)體(ti)(ti)上的(de)催化劑，用以(yi)提高金(jin)(jin)屬(shu)(shu)組分的(de)分散度(du)(du)和(he)熱(re)穩(wen)定(ding)性，使催化劑有合適的(de)孔結構、形狀和(he)機械(xie)強度(du)(du)。大多數負載(zai)型金(jin)(jin)屬(shu)(shu)催化劑是(shi)將金(jin)(jin)屬(shu)(shu)鹽類溶(rong)液浸漬在載(zai)體(ti)(ti)上，經沉淀轉化或(huo)熱(re)分解(jie)后還原制(zhi)得。制(zhi)備負載(zai)型金(jin)(jin)屬(shu)(shu)催化劑的(de)關(guan)鍵(jian)之一(yi)是(shi)控制(zhi)熱(re)處理和(he)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)屬催(cui)化(hua)(hua)劑指只有一種金(jin)屬組(zu)分的催(cui)化(hua)(hua)劑。例如1949年工業上首先應用(yong)的鉑重整催(cui)化(hua)(hua)劑，活性(xing)組(zu)分為單一的金(jin)屬鉑負載在含氟或氯(lv)的η-氧化(hua)(hua)鋁上。用(yong)途如：銠做催(cui)化(hua)(hua)劑用(yong)于汽車工業的廢氣排放的控制和對于磷配(pei)合(he)物(wu)的合(he)成，加(jia)氫反應和加(jia)氫甲酰化(hua)(hua)（即羰基化(hua)(hua)）。鉑為催(cui)化(hua)(hua)劑的接觸法制造硫(liu)酸，鉑網催(cui)化(hua)(hua)劑用(yong)于氨氧化(hua)(hua)制硝酸等(deng)。
（2）多金屬催化劑
催(cui)化(hua)劑中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)組分由(you)兩種(zhong)(zhong)或(huo)兩種(zhong)(zhong)以上(shang)的(de)(de)(de)(de)金(jin)(jin)(jin)屬組成。例如(ru)負(fu)載(zai)在(zai)含氯(lv)的(de)(de)(de)(de)γ-氧化(hua)鋁上(shang)的(de)(de)(de)(de)鉑-錸等雙（多(duo)）金(jin)(jin)(jin)屬重整催(cui)化(hua)劑。它們比前(qian)述僅(jin)含鉑的(de)(de)(de)(de)重整催(cui)化(hua)劑有更優越的(de)(de)(de)(de)性能，在(zai)這類催(cui)化(hua)劑中(zhong)(zhong)，負(fu)載(zai)在(zai)載(zai)體(ti)上(shang)的(de)(de)(de)(de)多(duo)種(zhong)(zhong)金(jin)(jin)(jin)屬可形成二元或(huo)多(duo)元的(de)(de)(de)(de)金(jin)(jin)(jin)屬原子簇(cu)，使活(huo)性組分的(de)(de)(de)(de)有效分散度大(da)大(da)提高。金(jin)(jin)(jin)屬原子簇(cu)化(hua)合(he)物的(de)(de)(de)(de)概(gai)念最早是從絡合(he)催(cui)化(hua)劑中(zhong)(zhong)來的(de)(de)(de)(de)，將其應用到固體(ti)金(jin)(jin)(jin)屬催(cui)化(hua)劑中(zhong)(zhong)，可以認(ren)為金(jin)(jin)(jin)屬表面也有幾(ji)個(ge)、幾(ji)十個(ge)或(huo)更多(duo)個(ge)金(jin)(jin)(jin)屬原子聚集成簇(cu)。
三、金屬催化劑的優缺點
貴金(jin)屬催(cui)化劑(ji)的優點是顯而易見的，主要包(bao)括以下幾點：
1、應用(yong)(yong)范(fan)圍廣：由于貴金屬(shu)催化劑擁有更好的化學(xue)活性，因而能(neng)夠廣泛(fan)應用(yong)(yong)在(zai)化學(xue)制藥(yao)、石(shi)油(you)化工、加氫(qing)(qing)、脫氫(qing)(qing)、氧化、還原(yuan)、異構(gou)化、芳構(gou)化、裂化、合成等反應，在(zai)化工、石(shi)油(you)精制、石(shi)油(you)化學(xue)、醫(yi)藥(yao)、環保及新(xin)能(neng)源等領域。
2、穩(wen)(wen)定性(xing)好：貴(gui)金屬催(cui)化(hua)劑在(zai)多種環境(jing)下都能夠(gou)穩(wen)(wen)定地保(bao)持其(qi)催(cui)化(hua)特性(xing)，同時(shi)還具有耐高溫(wen)、抗氧化(hua)、耐腐蝕等綜(zong)合優良特性(xing)。
3、選擇性能好：針對(dui)不同的應(ying)用場景，貴金屬催化劑通常只針對(dui)某一化學反應(ying)起作用，不會影(ying)響到其他反應(ying)，降(jiang)低了對(dui)整個化學反應(ying)的干擾(rao)。
雖然貴金(jin)屬催(cui)化劑擁有諸多優點，同時(shi)在實際應用(yong)過程中受(shou)使用(yong)條(tiao)件和其(qi)(qi)化學性質影響也(ye)導致了其(qi)(qi)缺點，主要包括：
1、貴(gui)金(jin)屬價格(ge)高(gao)導致(zhi)其應用成本(ben)(ben)高(gao)：貴(gui)金(jin)屬催化(hua)劑(ji)通常采用的(de)(de)(de)活性(xing)成分(fen)為鉑(bo)、鈀、銠(lao)(lao)等(deng)貴(gui)金(jin)屬，由于其稀缺性(xing)，導致(zhi)其價格(ge)非(fei)常高(gao)，如，鉑(bo)的(de)(de)(de)市(shi)場價格(ge)約為260元/克(ke)，鈀金(jin)的(de)(de)(de)市(shi)場價格(ge)為560無/克(ke)，銠(lao)(lao)的(de)(de)(de)價格(ge)約為4300元/g。這也就導致(zhi)了采用貴(gui)金(jin)屬催化(hua)劑(ji)的(de)(de)(de)成本(ben)(ben)比較高(gao)。
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(suo)含的(de)少量(liang)雜質(zhi)，或是強吸附（多(duo)為(wei)化(hua)學吸附）在活(huo)性(xing)中心上，或是與活(huo)性(xing)中心起化(hua)學作用，變為(wei)別的(de)物質(zhi)，導(dao)致(zhi)催化(hua)劑(ji)失去活(huo)性(xing)的(de)現象。如(ru)使用不當很容易導(dao)致(zhi)催化(hua)劑(ji)失活(huo)。
