一、金屬催化劑是什么
金屬催化劑是一類重要(yao)的(de)(de)工(gong)業(ye)催(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)，是以金(jin)(jin)屬為(wei)主(zhu)要(yao)活性(xing)組分的(de)(de)固(gu)體(ti)催(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)。主(zhu)要(yao)是貴金(jin)(jin)屬及(ji)鐵、鈷(gu)、鎳等過渡元素。金(jin)(jin)屬催(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)主(zhu)要(yao)包括塊狀催(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)（如電解銀催(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)、融鐵催(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)、鉑(bo)網催(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)等）；分散或者負載(zai)型(xing)的(de)(de)金(jin)(jin)屬催(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)；金(jin)(jin)屬互化(hua)(hua)(hua)物催(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)；合金(jin)(jin)催(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)（如Cu-Ni合金(jin)(jin)加氫催(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)）；金(jin)(jin)屬簇狀物催(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)(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(zai)體的(de)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)催(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)(ji)，按組成又可分單金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)和(he)(he)合金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)兩(liang)類。通常(chang)以(yi)骨(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)架(jia)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)催(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)(ji)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)、金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)絲(si)網、金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)粉末、金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)顆(ke)粒、金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)屑片和(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)蒸發膜等形(xing)式應(ying)用(yong)(yong)。骨(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)架(jia)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)催(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)(ji)，是將具(ju)催(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)活性(xing)的(de)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)和(he)(he)鋁或(huo)(huo)硅制成合金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)，再用(yong)(yong)氫氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鈉(na)溶液將鋁或(huo)(huo)硅溶解掉，形(xing)成金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)骨(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)架(jia)。工(gong)業上(shang)最(zui)常(chang)用(yong)(yong)的(de)骨(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)架(jia)催(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)(ji)是骨(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)架(jia)鎳(nie)(nie)，1925年(nian)由美國的(de)M.雷尼發明，故(gu)又稱雷尼鎳(nie)(nie)。骨(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)架(jia)鎳(nie)(nie)催(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)(ji)廣泛應(ying)用(yong)(yong)于加氫反(fan)應(ying)中。其他骨(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)架(jia)催(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)(ji)還有(you)骨(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)架(jia)鈷、骨(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)架(jia)銅和(he)(he)骨(gu)(gu)(gu)(gu)(gu)架(jia)鐵等。典型的(de)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)絲(si)網催(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)(ji)為鉑網和(he)(he)鉑-銠合金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)網，應(ying)用(yong)(yong)在氨(an)化(hua)(hua)(hua)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)生產(chan)硝化(hua)(hua)(hua)的(de)工(gong)藝(yi)上(shang)。
（2）負載型金屬催化劑
金屬組分(fen)負(fu)載(zai)(zai)在載(zai)(zai)體上的催(cui)化劑(ji)，用以提高(gao)金屬組分(fen)的分(fen)散(san)度(du)和(he)熱穩定性，使(shi)催(cui)化劑(ji)有合適的孔(kong)結構、形(xing)狀(zhuang)和(he)機械強度(du)。大多數負(fu)載(zai)(zai)型金屬催(cui)化劑(ji)是將金屬鹽類溶液浸漬在載(zai)(zai)體上，經沉(chen)淀轉化或熱分(fen)解后還原制(zhi)得。制(zhi)備負(fu)載(zai)(zai)型金屬催(cui)化劑(ji)的關(guan)鍵之一(yi)是控制(zhi)熱處理和(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)(hua)劑(ji)指只有一種金(jin)屬(shu)組分的(de)催(cui)(cui)化(hua)(hua)劑(ji)。例如1949年工業(ye)上(shang)首先應(ying)(ying)用的(de)鉑重整(zheng)催(cui)(cui)化(hua)(hua)劑(ji)，活性組分為(wei)單一的(de)金(jin)屬(shu)鉑負載在含氟或氯的(de)η-氧化(hua)(hua)鋁(lv)上(shang)。用途如：銠做催(cui)(cui)化(hua)(hua)劑(ji)用于(yu)汽車工業(ye)的(de)廢氣排放的(de)控制和(he)對于(yu)磷配合(he)物的(de)合(he)成，加氫(qing)反應(ying)(ying)和(he)加氫(qing)甲酰化(hua)(hua)（即羰基(ji)化(hua)(hua)）。鉑為(wei)催(cui)(cui)化(hua)(hua)劑(ji)的(de)接觸法制造(zao)硫酸，鉑網(wang)催(cui)(cui)化(hua)(hua)劑(ji)用于(yu)氨氧化(hua)(hua)制硝(xiao)酸等。
（2）多金屬催化劑
催化(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)中的(de)(de)(de)(de)組分由兩種或兩種以上(shang)的(de)(de)(de)(de)金(jin)屬(shu)(shu)組成。例如負載在含氯的(de)(de)(de)(de)γ-氧化(hua)(hua)(hua)(hua)鋁上(shang)的(de)(de)(de)(de)鉑-錸等雙（多）金(jin)屬(shu)(shu)重整催化(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)。它們(men)比前述僅(jin)含鉑的(de)(de)(de)(de)重整催化(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)有更優越的(de)(de)(de)(de)性能，在這類催化(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)中，負載在載體上(shang)的(de)(de)(de)(de)多種金(jin)屬(shu)(shu)可(ke)形成二元或多元的(de)(de)(de)(de)金(jin)屬(shu)(shu)原(yuan)子簇，使活性組分的(de)(de)(de)(de)有效分散(san)度大大提高。金(jin)屬(shu)(shu)原(yuan)子簇化(hua)(hua)(hua)(hua)合物的(de)(de)(de)(de)概念最(zui)早是從絡合催化(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)中來的(de)(de)(de)(de)，將其應用(yong)到固體金(jin)屬(shu)(shu)催化(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)中，可(ke)以認為金(jin)屬(shu)(shu)表面也有幾(ji)個(ge)(ge)、幾(ji)十(shi)個(ge)(ge)或更多個(ge)(ge)金(jin)屬(shu)(shu)原(yuan)子聚集成簇。
三、金屬催化劑的優缺點
貴(gui)金屬催化劑的優點(dian)是顯而易見的，主要包括以下(xia)幾點(dian)：
1、應用(yong)范圍廣：由于貴金屬催化(hua)(hua)(hua)劑擁有更好的化(hua)(hua)(hua)學(xue)活性(xing)，因(yin)而能夠廣泛應用(yong)在化(hua)(hua)(hua)學(xue)制藥、石油化(hua)(hua)(hua)工(gong)(gong)、加(jia)氫、脫氫、氧化(hua)(hua)(hua)、還原、異構化(hua)(hua)(hua)、芳構化(hua)(hua)(hua)、裂化(hua)(hua)(hua)、合成(cheng)等(deng)反應，在化(hua)(hua)(hua)工(gong)(gong)、石油精制、石油化(hua)(hua)(hua)學(xue)、醫藥、環保及新能源等(deng)領域(yu)。
2、穩(wen)定性好：貴金屬催化(hua)(hua)劑在多種環境下(xia)都能(neng)夠穩(wen)定地保持其催化(hua)(hua)特(te)性，同時還具有耐(nai)(nai)高(gao)溫(wen)、抗氧化(hua)(hua)、耐(nai)(nai)腐蝕等綜合優(you)良(liang)特(te)性。
3、選(xuan)擇性能好：針對(dui)不(bu)同的應用場景，貴(gui)金屬(shu)催(cui)化(hua)劑通(tong)常只針對(dui)某一化(hua)學反(fan)(fan)應起(qi)作用，不(bu)會影響(xiang)到(dao)其他反(fan)(fan)應，降(jiang)低(di)了對(dui)整個化(hua)學反(fan)(fan)應的干擾。
雖然貴金屬催化劑擁有諸多(duo)優(you)點，同時(shi)在實(shi)際應用過程中受使(shi)用條(tiao)件和其化學性質影響也導致了其缺點，主要包(bao)括：
1、貴金(jin)(jin)屬(shu)價格(ge)高(gao)導致其(qi)應用成(cheng)本高(gao)：貴金(jin)(jin)屬(shu)催(cui)化劑通(tong)常采(cai)用的(de)活性成(cheng)分為鉑、鈀、銠等貴金(jin)(jin)屬(shu)，由于(yu)其(qi)稀缺性，導致其(qi)價格(ge)非常高(gao)，如，鉑的(de)市(shi)場價格(ge)約為260元/克，鈀金(jin)(jin)的(de)市(shi)場價格(ge)為560無/克，銠的(de)價格(ge)約為4300元/g。這也就(jiu)導致了(le)采(cai)用貴金(jin)(jin)屬(shu)催(cui)化劑的(de)成(cheng)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含的少量雜質，或是強吸附(fu)（多為化學吸附(fu)）在活性(xing)中(zhong)心(xin)上(shang)，或是與活性(xing)中(zhong)心(xin)起化學作用(yong)，變為別的物質，導致(zhi)催化劑失(shi)去活性(xing)的現象。如使用(yong)不當很容(rong)易導致(zhi)催化劑失(shi)活。
