一、金屬催化劑是什么
金屬催化劑是(shi)一類重要的工業催(cui)(cui)(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)(ji)，是(shi)以金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)(shu)為主(zhu)要活性組分的固(gu)體催(cui)(cui)(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)(ji)。主(zhu)要是(shi)貴金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)(shu)及鐵(tie)、鈷、鎳(nie)等過渡(du)元(yuan)素(su)。金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)(shu)催(cui)(cui)(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)(ji)主(zhu)要包括塊狀(zhuang)催(cui)(cui)(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)(ji)（如(ru)電(dian)解銀催(cui)(cui)(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)(ji)、融鐵(tie)催(cui)(cui)(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)(ji)、鉑網催(cui)(cui)(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)(ji)等）；分散或者負載型(xing)的金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)(shu)催(cui)(cui)(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)(ji)；金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)(shu)互化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)物(wu)催(cui)(cui)(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)(ji)；合金(jin)(jin)催(cui)(cui)(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)(ji)（如(ru)Cu-Ni合金(jin)(jin)加氫催(cui)(cui)(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)(ji)）；金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)(shu)簇狀(zhuang)物(wu)催(cui)(cui)(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)(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
指不含載體的(de)金(jin)(jin)屬(shu)催(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)，按組成又可(ke)分單金(jin)(jin)屬(shu)和(he)合金(jin)(jin)兩類。通常(chang)以骨架(jia)(jia)(jia)(jia)金(jin)(jin)屬(shu)催(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)金(jin)(jin)屬(shu)、金(jin)(jin)屬(shu)絲網、金(jin)(jin)屬(shu)粉末、金(jin)(jin)屬(shu)顆粒、金(jin)(jin)屬(shu)屑片和(he)金(jin)(jin)屬(shu)蒸發(fa)膜等形(xing)式應(ying)(ying)用(yong)。骨架(jia)(jia)(jia)(jia)金(jin)(jin)屬(shu)催(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)，是將具催(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)活性的(de)金(jin)(jin)屬(shu)和(he)鋁或硅制成合金(jin)(jin)，再用(yong)氫氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鈉溶液(ye)將鋁或硅溶解掉，形(xing)成金(jin)(jin)屬(shu)骨架(jia)(jia)(jia)(jia)。工(gong)(gong)業(ye)上最常(chang)用(yong)的(de)骨架(jia)(jia)(jia)(jia)催(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)是骨架(jia)(jia)(jia)(jia)鎳，1925年由美(mei)國的(de)M.雷尼(ni)發(fa)明，故又稱雷尼(ni)鎳。骨架(jia)(jia)(jia)(jia)鎳催(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)廣(guang)泛(fan)應(ying)(ying)用(yong)于加氫反應(ying)(ying)中。其他(ta)骨架(jia)(jia)(jia)(jia)催(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)還有骨架(jia)(jia)(jia)(jia)鈷(gu)、骨架(jia)(jia)(jia)(jia)銅和(he)骨架(jia)(jia)(jia)(jia)鐵等。典型的(de)金(jin)(jin)屬(shu)絲網催(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)為鉑網和(he)鉑-銠合金(jin)(jin)網，應(ying)(ying)用(yong)在氨化(hua)(hua)(hua)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)生產硝化(hua)(hua)(hua)的(de)工(gong)(gong)藝上。
（2）負載型金屬催化劑
金(jin)屬組(zu)分(fen)負載在載體上的(de)(de)(de)催(cui)化(hua)(hua)劑，用以(yi)提高金(jin)屬組(zu)分(fen)的(de)(de)(de)分(fen)散度和熱穩定性，使催(cui)化(hua)(hua)劑有合適的(de)(de)(de)孔結構、形(xing)狀(zhuang)和機械強(qiang)度。大(da)多數負載型(xing)金(jin)屬催(cui)化(hua)(hua)劑是將金(jin)屬鹽類溶液(ye)浸漬在載體上，經(jing)沉淀轉化(hua)(hua)或熱分(fen)解后還原制得。制備負載型(xing)金(jin)屬催(cui)化(hua)(hua)劑的(de)(de)(de)關(guan)鍵之一是控制熱處理和還原條件
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(cui)(cui)化(hua)(hua)劑(ji)指只有一(yi)種金(jin)屬(shu)組分的(de)催(cui)(cui)化(hua)(hua)劑(ji)。例如(ru)1949年工業上(shang)首先(xian)應用(yong)的(de)鉑(bo)重整催(cui)(cui)化(hua)(hua)劑(ji)，活性組分為單一(yi)的(de)金(jin)屬(shu)鉑(bo)負載在(zai)含(han)氟或氯(lv)的(de)η-氧化(hua)(hua)鋁上(shang)。用(yong)途如(ru)：銠做催(cui)(cui)化(hua)(hua)劑(ji)用(yong)于(yu)汽車(che)工業的(de)廢氣排放(fang)的(de)控制(zhi)和對(dui)于(yu)磷配合(he)物的(de)合(he)成，加(jia)氫反應和加(jia)氫甲酰(xian)化(hua)(hua)（即羰基化(hua)(hua)）。鉑(bo)為催(cui)(cui)化(hua)(hua)劑(ji)的(de)接觸法制(zhi)造硫酸，鉑(bo)網催(cui)(cui)化(hua)(hua)劑(ji)用(yong)于(yu)氨氧化(hua)(hua)制(zhi)硝酸等。
（2）多金屬催化劑
催(cui)化劑(ji)(ji)中的(de)(de)(de)(de)(de)組分由(you)兩種或兩種以(yi)上(shang)的(de)(de)(de)(de)(de)金屬(shu)(shu)組成。例如(ru)負載(zai)在(zai)(zai)含氯的(de)(de)(de)(de)(de)γ-氧(yang)化鋁(lv)上(shang)的(de)(de)(de)(de)(de)鉑-錸等雙（多）金屬(shu)(shu)重(zhong)整催(cui)化劑(ji)(ji)。它們比前述僅含鉑的(de)(de)(de)(de)(de)重(zhong)整催(cui)化劑(ji)(ji)有更優越(yue)的(de)(de)(de)(de)(de)性能，在(zai)(zai)這(zhe)類催(cui)化劑(ji)(ji)中，負載(zai)在(zai)(zai)載(zai)體上(shang)的(de)(de)(de)(de)(de)多種金屬(shu)(shu)可(ke)形成二(er)元或多元的(de)(de)(de)(de)(de)金屬(shu)(shu)原(yuan)子簇，使活性組分的(de)(de)(de)(de)(de)有效分散(san)度大(da)大(da)提(ti)高。金屬(shu)(shu)原(yuan)子簇化合物(wu)的(de)(de)(de)(de)(de)概念(nian)最早是從絡合催(cui)化劑(ji)(ji)中來的(de)(de)(de)(de)(de)，將其應用到固體金屬(shu)(shu)催(cui)化劑(ji)(ji)中，可(ke)以(yi)認為金屬(shu)(shu)表面也(ye)有幾(ji)個、幾(ji)十個或更多個金屬(shu)(shu)原(yuan)子聚集(ji)成簇。
三、金屬催化劑的優缺點
貴金屬催化劑(ji)的優(you)點是顯而易見的，主要包(bao)括(kuo)以下幾點：
1、應用范圍廣(guang)(guang)：由(you)于貴(gui)金屬催化(hua)劑擁有(you)更(geng)好的(de)化(hua)學(xue)活性，因(yin)而能夠廣(guang)(guang)泛(fan)應用在(zai)(zai)化(hua)學(xue)制藥、石油(you)化(hua)工、加氫(qing)、脫氫(qing)、氧化(hua)、還原(yuan)、異構化(hua)、芳構化(hua)、裂化(hua)、合成(cheng)等(deng)反(fan)應，在(zai)(zai)化(hua)工、石油(you)精制、石油(you)化(hua)學(xue)、醫藥、環保及新能源等(deng)領域。
2、穩定性好：貴(gui)金(jin)屬催化(hua)劑在多種環境(jing)下都能夠穩定地保持其催化(hua)特性，同時還(huan)具(ju)有耐高溫、抗(kang)氧化(hua)、耐腐蝕等綜合(he)優良特性。
3、選擇性能好：針對不同的應用場(chang)景，貴(gui)金屬催化(hua)劑通常(chang)只針對某(mou)一化(hua)學反(fan)(fan)應起(qi)作(zuo)用，不會影響到其他反(fan)(fan)應，降(jiang)低了對整(zheng)個化(hua)學反(fan)(fan)應的干(gan)擾。
雖然貴金屬催化劑擁有諸多優點(dian)，同(tong)時(shi)在實際應用過程中受使用條件和其化學(xue)性質(zhi)影響也導致了其缺點(dian)，主要包(bao)括：
1、貴金(jin)屬(shu)價格(ge)高(gao)導(dao)(dao)致其(qi)應用(yong)成本高(gao)：貴金(jin)屬(shu)催(cui)化劑通(tong)常采用(yong)的(de)(de)(de)活性成分為鉑、鈀、銠等貴金(jin)屬(shu)，由于其(qi)稀缺性，導(dao)(dao)致其(qi)價格(ge)非常高(gao)，如，鉑的(de)(de)(de)市場(chang)價格(ge)約為260元(yuan)/克(ke)，鈀金(jin)的(de)(de)(de)市場(chang)價格(ge)為560無(wu)/克(ke)，銠的(de)(de)(de)價格(ge)約為4300元(yuan)/g。這也就導(dao)(dao)致了采用(yong)貴金(jin)屬(shu)催(cui)化劑的(de)(de)(de)成本比較高(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)含的少量雜質(zhi)，或(huo)是強吸附(fu)(fu)（多(duo)為化(hua)學吸附(fu)(fu)）在活(huo)性中(zhong)心上(shang)，或(huo)是與活(huo)性中(zhong)心起化(hua)學作(zuo)用，變(bian)為別的物質(zhi)，導致催化(hua)劑失去活(huo)性的現象。如使用不當(dang)很容易導致催化(hua)劑失活(huo)。
