南通自主研发金属催化剂研究进展

金属催化剂可以利用一定数目的表面原子组成的原子集团(原子簇)来逼近整个金属的作用。原子簇所包含的原子数目越大，其作用将越接近实际情况，但对理论研究无疑将增加更大的困难。金属簇络合物可以用来作为金属原子簇活性中心的模型。金属催化作用中利用原子簇活性中心的概念，将使多相、均相和金属酶催化作用三大领域沟通起来。在选择和设计金属催化剂时，常考虑金属组分与反应物分子间应有合适的能量适应性和空间适应性，以利于反应分子的活化。然后考虑选择合适的助催化剂和催化剂载体以及所需的制备工艺，并严格控制制备条件，以满足所需的化学组成和物理结构，包括金属晶粒大小和分布等。几乎所有的金属催化剂都是过渡金属。南通自主研发金属催化剂研究进展

我们提供高效的铂催化剂，例如二氧化铂（也称为Adams催化剂），适于在有机合成中氢化和脱氢各种官能团。其在反应过程中会形成活性Pt催化剂铂黑。利用铂催化能够在炔烃上诱导顺式加成，形成顺式烯烃。使用铂催化剂的两个重要的转化包括将硝基化合物氢化为胺、以及将酮氢化为醇。值得注意的是，烯烃的还原可以在硝基存在下用Pt催化剂Adams催化剂进行，而硝基不会被还原。将硝基化合物还原成胺时，铂催化剂表现优于钯催化剂，可较大限度避免氢解作用。该Pt催化剂还用于磷酸苯酯氢解——钯催化剂无此能力。普陀区自主研发金属催化剂小试合成贵金属催化剂通常只针对某一化学反应起作用，不会影响到其他反应。

我国催化科学的发展在解决国家需求方面已做出大量努力，对国民经济的发展做出了重要贡献，但在催化剂的基础研究与工业应用方面，与国外相比，依旧存在不小的差距。具体表现为：贵金属催化剂种类较少；载体种类以及性能高级的载体较少；催化剂和催化器应用技术结合度不高；新型催化剂及专属催化剂类型较少。国内目前仍以一元催化剂为主，多元催化剂与国外相比研发及使用较少。同时，在基础化工、精细化工、环保、新能源、新药、化工新材料等领域，都存在部分催化剂完全依赖进口的现象，甚至国外有些类别的催化剂禁止销往中国。

多金属催化剂是由两种或两种以上的金属组成。例如负载在含氯的γ-氧化铝上的铂-铼等双(多)金属重整催化剂。它们比前述只含铂的重整催化剂有更优越的性能，在这类催化剂中，负载在载体上的多种金属可形成二元或多元的金属原子簇，使活性组分的有效分散度大幅度提高。金属原子簇化合物的概念起初是从络合催化剂中来的，将其应用到固体金属催化剂中，可以认为金属表面也有几个、几十个或更多个金属原子聚集成簇。许多金属都可作为催化剂，用得较为普遍的是过渡金属。过渡金属具有优良的加氢脱氢特性，是工业上普遍应用的加氢脱氢催化剂。稀有金属催化剂包含Sc、La、Ce、Pr等稀有金属元素。

贵金属催化剂在如今的工业应用中具有举足轻重的地位，不管是化工领域、颜料、染料、食品、电子等等诸多领域，都有贵金属催化剂的身影。比如在燃料电池方面，铂催化剂是其主要的主要材料。比如在电子新材料方面的LED器件方面，在生产过程就用到大量的贵金属催化剂。贵金属催化剂之所以能够如此普遍地被应用在现代工业上，主要还是因为其不可替代的催化作用，比如应用于三元催化的钯铂铑催化剂。贵金属催化剂的主要优点是使用的安全性、抗氧化、耐高温等优良特性。当然还有废旧的贵金属催化剂可回收循环再利用这一优点。温度会影响金属催化剂的活性。嘉定区科研用金属催化剂小试合成

大部分金属催化剂的活性会在一定的温度范围内。南通自主研发金属催化剂研究进展

贵金属催化剂的不足：1.成本高，贵金属是战略物资，资源稀少，价格昂贵，尤其是Rh。2.高温性能不太理想，贵金属在高温下会发生晶粒长大和烧结现象，结果使催化剂活性大幅度降低，甚至完全丧失。3.易中毒，贵金属催化剂易受铅、硫、磷等腐蚀，尤其是铅对贵金属催化剂的催化活性影响很大，因此，使用贵金属催化剂的一个前提条件是使用无铅汽油。4.贵金属催化剂的催化活性受空燃比的影响大。贵金属催化剂必须和空气燃料喷射系统一起配合使用，增加了系统的复杂性，提高了成本。南通自主研发金属催化剂研究进展

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