طبقه بندی کاتالیزورهای فلزی

کاتالیزورهای فلزی بدون پشتیبانی و پشتیبانی شده

با توجه به اینکه آیا اجزای فعال کاتالیزور بر روی حامل پشتیبانی می شوند یا خیر:

کاتالیزور فلزی بدون پشتیبانی

به کاتالیزورهای فلزی بدون حامل اشاره دارد که با توجه به ترکیب آنها به دو نوع تک فلزی و آلیاژی تقسیم می شوند. معمولاً به شکل فلز چارچوب، مش سیم فلزی، پودر فلز، ذرات فلز، تراشه های فلزی و فیلم تبخیر فلز استفاده می شود. کاتالیزور فلزی چارچوب این است که یک آلیاژ با فلز فعال کاتالیزوری و آلومینیوم یا سیلیکون بسازد و سپس از محلول هیدروکسید سدیم برای حل کردن آلومینیوم یا سیلیکون برای تشکیل یک چارچوب فلزی استفاده کند. متداول ترین کاتالیزور اسکلتی که در صنعت استفاده می شود، نیکل اسکلتی است که در سال 1925 توسط M. Raney از ایالات متحده اختراع شد، بنابراین به آن نیکل Raney نیز می گویند. کاتالیزورهای نیکل اسکلتی به طور گسترده در واکنش های هیدروژناسیون استفاده می شوند. سایر کاتالیزورهای چارچوب عبارتند از کبالت چارچوب، مس چارچوب و آهن چارچوب. کاتالیزورهای مش سیم فلزی معمولی مش پلاتین (تصویر را ببینید) و مش آلیاژ پلاتین رودیوم هستند که در فرآیند آموکسیداسیون برای تولید اسید نیتریک استفاده می شوند.

کاتالیزور فلزی پشتیبانی شده

کاتالیزوری که در آن جزء فلزی بر روی حامل قرار می گیرد برای بهبود پراکندگی و پایداری حرارتی جزء فلزی استفاده می شود تا کاتالیزور دارای ساختار منفذی، شکل و استحکام مکانیکی مناسبی باشد. اکثر کاتالیزورهای فلزی پشتیبانی شده با آغشته کردن محلول نمک فلز بر روی حامل و کاهش آن پس از تبدیل بارش یا تجزیه حرارتی تهیه می شوند. یکی از کلیدهای آماده سازی کاتالیزورهای فلزی پشتیبانی شده، کنترل شرایط عملیات حرارتی و کاهش است.

کاتالیزورهای تک فلزی و چند فلزی

با توجه به جزء فعال کاتالیزور یک یا چند عنصر فلزی طبقه بندی می شود:

کاتالیزور تک فلزی

به یک کاتالیزور با تنها یک جزء فلزی اشاره دارد. به عنوان مثال، در کاتالیزور اصلاح کننده پلاتین که برای اولین بار در صنعت در سال 1949 استفاده شد، جزء فعال یک پلاتین فلزی منفرد است که بر روی η-آلومینای حاوی فلوئور یا کلر پشتیبانی می شود.

کاتالیزور چند فلزی

اجزای کاتالیزور از دو یا چند فلز تشکیل شده اند. به عنوان مثال، پلاتین-رنیم و سایر کاتالیزورهای اصلاح کننده فلزی دوگانه (چندین) که روی γ-آلومینای حاوی کلر پشتیبانی می شوند. آنها عملکرد بهتری نسبت به کاتالیزورهای اصلاح کننده فوق الذکر دارند که فقط حاوی پلاتین هستند. در این نوع کاتالیزور، انواع فلزات پشتیبانی شده بر روی حامل می توانند خوشه های فلزی دوتایی یا چند عنصری را تشکیل دهند، به طوری که پراکندگی موثر اجزای فعال تا حد زیادی بهبود می یابد. بهتر کردن. مفهوم ترکیبات خوشه ای فلزی ابتدا از کاتالیزورهای پیچیده به دست آمد. هنگامی که روی کاتالیزورهای فلزی جامد اعمال می شود، می توان در نظر گرفت که چندین، ده ها یا بیشتر اتم های فلزی روی سطح فلز جمع شده اند. از دهه 1970، بر اساس این مفهوم، مدلی از مرکز فعال خوشه های فلزی برای توضیح مکانیسم برخی واکنش ها ارائه شده است. در کاتالیزورهای چند فلزی ساپورت شده و بدون تکیه گاه، اگر آلیاژی بین اجزای فلزی تشکیل شود، به آن کاتالیزور آلیاژی می گویند. بیشترین تحقیق و کاربرد کاتالیزورهای آلیاژی دوتایی مانند مس- نیکل، مس-پالادیوم، پالادیوم-نقره، پالادیوم-طلا، پلاتین-طلا، پلاتین-مس، پلاتین-رودیوم و غیره می باشد. فعالیت کاتالیزور قابل تنظیم است. با تنظیم ترکیب آلیاژ. برخی از کاتالیزورهای آلیاژی تفاوت های آشکاری در ترکیب سطح و فاز حجیم دارند. به عنوان مثال، پس از افزودن مقدار کمی مس به کاتالیزور نیکل، ساختار سطح اولیه کاتالیزور نیکل به دلیل غنی شدن مس روی سطح تغییر می کند و در نتیجه اتان را هیدروژنه می کند. فعالیت لیز به سرعت کاهش می یابد. کاتالیزورهای آلیاژی در هیدروژناسیون، هیدروژن زدایی، اکسیداسیون و غیره کاربرد دارند.