Metal katalizörlerin sınıflandırılması

Desteklenmemiş ve desteklenmiş metal katalizörler

Katalizörün aktif bileşenlerinin taşıyıcı üzerinde desteklenip desteklenmediğine göre:

Desteklenmeyen metal katalizör

Bileşimlerine göre tek metal ve alaşım olmak üzere iki türe ayrılabilen taşıyıcısız metal katalizörleri ifade eder. Genellikle çerçeve metali, metal tel örgü, metal tozu, metal parçacıkları, metal talaşları ve metal buharlaşma filmi şeklinde kullanılır. Çerçeve metal katalizörü, katalitik olarak aktif metal ve alüminyum veya silikon ile bir alaşım yapmak ve daha sonra bir metal çerçeve oluşturmak üzere alüminyum veya silikonu çözmek için sodyum hidroksit çözeltisi kullanmaktır. Endüstride en yaygın olarak kullanılan iskeletsel katalizör, 1925 yılında Amerika Birleşik Devletleri'nden M. Raney tarafından icat edilen iskelet nikelidir, bu nedenle Raney nikeli olarak da adlandırılır. İskelet nikel katalizörleri, hidrojenasyon reaksiyonlarında yaygın olarak kullanılmaktadır. Diğer çerçeve katalizörleri, çerçeve kobaltını, çerçeve bakırını ve çerçeve demirini içerir. Tipik metal tel örgü katalizörleri, nitrik asit üretmek için amoksidasyon sürecinde kullanılan platin ağ (resme bakın) ve platin-rodyum alaşım ağdır.

Desteklenen metal katalizör

Metal bileşenin taşıyıcı üzerinde desteklendiği katalizör, metal bileşenin dağılımını ve termal stabilitesini geliştirmek için kullanılır, böylece katalizör uygun bir gözenek yapısına, şekle ve mekanik güce sahip olur. Desteklenen metal katalizörlerin çoğu, metal tuzu çözeltisinin taşıyıcı üzerine emprenye edilmesi ve çökelme dönüşümü veya termal bozunmadan sonra indirgenmesiyle hazırlanır. Destekli metal katalizörlerin hazırlanmasının anahtarlarından biri, ısıl işlem ve indirgeme koşullarını kontrol etmektir.

Tek metal ve çoklu metal katalizörler

Katalizöre göre aktif bileşen, bir veya daha fazla metal element sınıflandırmasıdır:

Tek metal katalizör

Sadece bir metal bileşenli bir katalizörü ifade eder. Örneğin, endüstride ilk kez 1949'da kullanılan platin reforming katalizöründe aktif bileşen, flüor veya klor içeren η-alümina üzerinde desteklenen tek bir metal platindir.

multimetalik katalizör

Katalizördeki bileşenler iki veya daha fazla metalden oluşur. Örneğin, platin-renyum ve klor içeren y-alümina üzerinde desteklenen diğer ikili (çoklu) metal reforming katalizörleri. Sadece platin içeren yukarıda bahsedilen reform katalizörlerinden daha iyi performansa sahiptirler. Bu tip katalizörde, taşıyıcı üzerinde desteklenen çeşitli metaller ikili veya çok elemanlı metal kümeleri oluşturabilir, böylece aktif bileşenlerin etkin dağılımı büyük ölçüde iyileştirilir. geliştirmek. Metal küme bileşikleri kavramı ilk olarak karmaşık katalizörlerden türetilmiştir. Katı metal katalizörlere uygulandığında, metal yüzeyinde kümelenmiş birkaç, düzinelerce veya daha fazla metal atomu olduğu düşünülebilir. 1970'lerden bu yana, bu kavrama dayalı olarak, bazı reaksiyonların mekanizmasını açıklamak için metal kümelerinin aktif merkezinin bir modeli önerilmiştir. Destekli ve desteksiz multimetal katalizörlerde, metal bileşenler arasında bir alaşım oluşursa buna alaşım katalizörü denir. En çok araştırılan ve uygulananlar, bakır-nikel, bakır-paladyum, paladyum-gümüş, paladyum-altın, platin-altın, platin-bakır, platin-rodyum vb. gibi ikili alaşım katalizörleridir. Katalizörün aktivitesi ayarlanabilir. alaşımın bileşimini ayarlayarak. Bazı alaşım katalizörleri, yüzey ve yığın fazının bileşiminde bariz farklılıklara sahiptir. Örneğin, nikel katalizörüne az miktarda bakır eklendikten sonra, yüzeydeki bakırın zenginleşmesi nedeniyle nikel katalizörün orijinal yüzey yapısı değiştirilir, böylece etan hidrojenlenir. Parçalama aktivitesi hızla azalır. Alaşım katalizörlerinin hidrojenasyon, dehidrojenasyon, oksidasyon vb. Uygulamaları vardır.