一、金屬催化劑是什么
金屬催化劑是(shi)一類(lei)重(zhong)要(yao)(yao)的(de)工業催(cui)(cui)化(hua)(hua)劑(ji)，是(shi)以金(jin)(jin)屬(shu)為主(zhu)要(yao)(yao)活性組(zu)分的(de)固體催(cui)(cui)化(hua)(hua)劑(ji)。主(zhu)要(yao)(yao)是(shi)貴(gui)金(jin)(jin)屬(shu)及(ji)鐵(tie)、鈷(gu)、鎳等(deng)過渡元(yuan)素。金(jin)(jin)屬(shu)催(cui)(cui)化(hua)(hua)劑(ji)主(zhu)要(yao)(yao)包括塊狀催(cui)(cui)化(hua)(hua)劑(ji)（如電解銀催(cui)(cui)化(hua)(hua)劑(ji)、融鐵(tie)催(cui)(cui)化(hua)(hua)劑(ji)、鉑網催(cui)(cui)化(hua)(hua)劑(ji)等(deng)）；分散(san)或者(zhe)負載(zai)型的(de)金(jin)(jin)屬(shu)催(cui)(cui)化(hua)(hua)劑(ji)；金(jin)(jin)屬(shu)互化(hua)(hua)物(wu)催(cui)(cui)化(hua)(hua)劑(ji)；合金(jin)(jin)催(cui)(cui)化(hua)(hua)劑(ji)（如Cu-Ni合金(jin)(jin)加氫催(cui)(cui)化(hua)(hua)劑(ji)）；金(jin)(jin)屬(shu)簇(cu)狀物(wu)催(cui)(cui)化(hua)(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(zhi)不含載體的金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)催(cui)(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)，按組成又(you)可分單金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)和(he)(he)合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)兩類。通常以(yi)骨架(jia)(jia)(jia)金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)催(cui)(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)、金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)絲網(wang)(wang)、金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)粉末、金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)顆粒、金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)屑片和(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)蒸發(fa)膜等形(xing)式應(ying)(ying)用(yong)(yong)。骨架(jia)(jia)(jia)金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)催(cui)(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)，是將具催(cui)(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)活性的金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)和(he)(he)鋁(lv)或(huo)硅制(zhi)成合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)，再用(yong)(yong)氫氧化(hua)(hua)(hua)(hua)鈉溶(rong)液將鋁(lv)或(huo)硅溶(rong)解(jie)掉，形(xing)成金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)骨架(jia)(jia)(jia)。工業(ye)上最常用(yong)(yong)的骨架(jia)(jia)(jia)催(cui)(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)是骨架(jia)(jia)(jia)鎳，1925年由美(mei)國的M.雷(lei)尼發(fa)明，故(gu)又(you)稱雷(lei)尼鎳。骨架(jia)(jia)(jia)鎳催(cui)(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)廣泛(fan)應(ying)(ying)用(yong)(yong)于加氫反應(ying)(ying)中(zhong)。其他骨架(jia)(jia)(jia)催(cui)(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)還(huan)有骨架(jia)(jia)(jia)鈷(gu)、骨架(jia)(jia)(jia)銅和(he)(he)骨架(jia)(jia)(jia)鐵等。典型的金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)絲網(wang)(wang)催(cui)(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)為鉑網(wang)(wang)和(he)(he)鉑-銠合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)網(wang)(wang)，應(ying)(ying)用(yong)(yong)在氨化(hua)(hua)(hua)(hua)氧化(hua)(hua)(hua)(hua)生產硝化(hua)(hua)(hua)(hua)的工藝上。
（2）負載型金屬催化劑
金屬(shu)(shu)(shu)組(zu)分(fen)負載在載體(ti)上的(de)催(cui)化(hua)劑(ji)，用(yong)以提高金屬(shu)(shu)(shu)組(zu)分(fen)的(de)分(fen)散度(du)和(he)熱(re)穩(wen)定性，使催(cui)化(hua)劑(ji)有合適的(de)孔結構、形狀和(he)機械強度(du)。大(da)多數負載型(xing)金屬(shu)(shu)(shu)催(cui)化(hua)劑(ji)是將金屬(shu)(shu)(shu)鹽類溶液浸漬在載體(ti)上，經沉淀(dian)轉化(hua)或(huo)熱(re)分(fen)解后還原制(zhi)得(de)。制(zhi)備(bei)負載型(xing)金屬(shu)(shu)(shu)催(cui)化(hua)劑(ji)的(de)關鍵之一是控制(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(shu)催(cui)(cui)化(hua)劑(ji)指只有(you)一種金(jin)屬(shu)組(zu)分的(de)催(cui)(cui)化(hua)劑(ji)。例如1949年工(gong)業(ye)(ye)上(shang)首先應用(yong)(yong)的(de)鉑重整(zheng)催(cui)(cui)化(hua)劑(ji)，活性(xing)組(zu)分為單一的(de)金(jin)屬(shu)鉑負(fu)載在(zai)含氟或氯的(de)η-氧化(hua)鋁上(shang)。用(yong)(yong)途如：銠(lao)做催(cui)(cui)化(hua)劑(ji)用(yong)(yong)于(yu)汽車工(gong)業(ye)(ye)的(de)廢(fei)氣(qi)排放的(de)控(kong)制(zhi)和對于(yu)磷配合(he)物的(de)合(he)成(cheng)，加氫反應和加氫甲酰(xian)化(hua)（即羰基化(hua)）。鉑為催(cui)(cui)化(hua)劑(ji)的(de)接觸法制(zhi)造硫酸(suan)，鉑網催(cui)(cui)化(hua)劑(ji)用(yong)(yong)于(yu)氨氧化(hua)制(zhi)硝酸(suan)等。
（2）多金屬催化劑
催(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)劑中(zhong)的(de)(de)(de)組分由兩(liang)種(zhong)或(huo)兩(liang)種(zhong)以上(shang)的(de)(de)(de)金(jin)屬(shu)組成(cheng)。例如負(fu)載在(zai)含氯的(de)(de)(de)γ-氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鋁上(shang)的(de)(de)(de)鉑(bo)-錸等(deng)雙（多(duo)）金(jin)屬(shu)重(zhong)整(zheng)催(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)劑。它們比前述僅含鉑(bo)的(de)(de)(de)重(zhong)整(zheng)催(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)劑有更優越的(de)(de)(de)性(xing)能，在(zai)這類催(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)劑中(zhong)，負(fu)載在(zai)載體上(shang)的(de)(de)(de)多(duo)種(zhong)金(jin)屬(shu)可(ke)形成(cheng)二元或(huo)多(duo)元的(de)(de)(de)金(jin)屬(shu)原子簇，使(shi)活性(xing)組分的(de)(de)(de)有效(xiao)分散(san)度大大提高。金(jin)屬(shu)原子簇化(hua)(hua)(hua)合物的(de)(de)(de)概(gai)念(nian)最早是(shi)從絡合催(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)劑中(zhong)來的(de)(de)(de)，將(jiang)其(qi)應用到固體金(jin)屬(shu)催(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)劑中(zhong)，可(ke)以認為金(jin)屬(shu)表面也有幾(ji)個(ge)、幾(ji)十個(ge)或(huo)更多(duo)個(ge)金(jin)屬(shu)原子聚集成(cheng)簇。
三、金屬催化劑的優缺點
貴金屬催化劑的(de)優點(dian)是顯而(er)易見的(de)，主要包括以下幾點(dian)：
1、應(ying)用范(fan)圍廣：由于貴金屬催化(hua)劑擁有更好的化(hua)學(xue)活性(xing)，因(yin)而能夠(gou)廣泛應(ying)用在化(hua)學(xue)制藥(yao)、石油化(hua)工(gong)、加氫、脫氫、氧化(hua)、還原(yuan)、異構化(hua)、芳(fang)構化(hua)、裂化(hua)、合(he)成等反應(ying)，在化(hua)工(gong)、石油精制、石油化(hua)學(xue)、醫藥(yao)、環保及新能源(yuan)等領域。
2、穩定(ding)性好：貴金屬(shu)催化劑在多種環(huan)境下都能夠穩定(ding)地保持其(qi)催化特(te)性，同時還具有耐(nai)高溫、抗氧化、耐(nai)腐蝕等綜合(he)優(you)良特(te)性。
3、選擇性(xing)能好：針(zhen)對不同的應用場景，貴金屬催化劑(ji)通常(chang)只(zhi)針(zhen)對某一化學(xue)反應起作用，不會影響到其(qi)他反應，降低了對整個化學(xue)反應的干(gan)擾(rao)。
雖(sui)然貴金屬催化劑擁有諸(zhu)多(duo)優點(dian)，同(tong)時在(zai)實際應用過程中受使(shi)用條件和其化學(xue)性質(zhi)影響也導致(zhi)了其缺(que)點(dian)，主要包(bao)括：
1、貴(gui)(gui)金(jin)屬(shu)價(jia)格(ge)(ge)高(gao)(gao)導(dao)致其(qi)應用(yong)(yong)成(cheng)本高(gao)(gao)：貴(gui)(gui)金(jin)屬(shu)催化劑(ji)通(tong)常(chang)采用(yong)(yong)的(de)活(huo)性成(cheng)分(fen)為鉑、鈀(ba)、銠(lao)(lao)等貴(gui)(gui)金(jin)屬(shu)，由于其(qi)稀缺(que)性，導(dao)致其(qi)價(jia)格(ge)(ge)非(fei)常(chang)高(gao)(gao)，如，鉑的(de)市(shi)場(chang)價(jia)格(ge)(ge)約(yue)為260元/克(ke)，鈀(ba)金(jin)的(de)市(shi)場(chang)價(jia)格(ge)(ge)為560無/克(ke)，銠(lao)(lao)的(de)價(jia)格(ge)(ge)約(yue)為4300元/g。這也就導(dao)致了采用(yong)(yong)貴(gui)(gui)金(jin)屬(shu)催化劑(ji)的(de)成(cheng)本比(bi)較高(gao)(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含的(de)少量雜質，或是強吸附（多(duo)為化學吸附）在活(huo)(huo)性中心上，或是與活(huo)(huo)性中心起化學作用，變為別的(de)物質，導致(zhi)催(cui)化劑失去活(huo)(huo)性的(de)現象。如使用不(bu)當很容易導致(zhi)催(cui)化劑失活(huo)(huo)。
