Metallkatalysatorer utan stöd och stöd
Klassificering enligt om de aktiva komponenterna i katalysatorn är laddade på bäraren eller inte:
Metallkatalysatorer utan stöd
Det hänvisar till metallkatalysatorer utan stöd, som kan delas in i två kategorier: monometaller och legeringar enligt deras sammansättning. Det appliceras vanligtvis i form av skelettmetall, trådnät, metallpulver, metallpartiklar, metallspån och metallavdunstningsfilmer. Skelettmetallkatalysatorn är en legering av katalytiskt aktiv metall och aluminium eller kisel, och löser sedan upp aluminiumet eller kislet med natriumhydroxidlösning för att bilda ett metallskelett. Den vanligaste skelettkatalysatorn i industrin är skelettnickel, som uppfanns av M. Rainey i USA 1925, så det är också känt som Rainey-nickel. Matrisnickelkatalysatorer används i stor utsträckning i hydreringsreaktioner. Andra ryggradskatalysatorer inkluderar ryggradskobolt, ryggradskoppar och ryggradsjärn. Typiska trådnätskatalysatorer är platinanät (se figur) och platina-rodiumlegeringsnät, som används i processen för ammoniering och oxidation för att producera salpetersyra.
Understödda metallkatalysatorer
Katalysatorn är uppburen av metallkomponenter på ett underlag för att förbättra dispersionen och den termiska stabiliteten hos metallkomponenterna, så att katalysatorn har en lämplig porstruktur, form och mekanisk hållfasthet. De flesta burna metallkatalysatorer framställs genom att impregnera metallsaltlösningar på en bärare och reducera dem efter fällningsomvandling eller termisk sönderdelning. En av nycklarna till framställningen av stödda metallkatalysatorer är att kontrollera värmebehandlings- och reduktionsförhållandena (se Katalysatortillverkning).
Monometalliska och polymetalliska katalysatorer
Klassificering enligt den aktiva komponenten i katalysatorn är ett eller flera metalliska element:
Monometalliska katalysatorer
Avser en katalysator med endast en metallkomponent. Till exempel, 1949, hade platinareformeringskatalysatorer, som först användes i industrin, den aktiva komponenten av en enda metallisk platina uppburen på η-aluminiumoxid innehållande fluor eller klor.
Polymetalliska katalysatorer
Komponenterna i en katalysator är uppbyggda av två eller flera metaller. Till exempel bimetalliska (multi-)metallreformeringskatalysatorer såsom platina-renium uppburna på klorinnehållande aluminiumoxid. De har överlägsen prestanda jämfört med de platina-endast reformeringskatalysatorer som nämnts ovan, i vilka en mängd olika metaller uppburna på en bärare kan bilda binära eller multivariata metallkluster, vilket avsevärt förbättrar den effektiva dispergeringen av de aktiva komponenterna. Konceptet med metallatomklusterföreningar kom först från komplexbildande katalysatorer, och när det tillämpas på fasta metallkatalysatorer kan det anses att det också finns flera, dussintals eller fler metallatomer samlade på metallytan. Sedan 70-talet, baserat på detta koncept, har en modell av det aktiva centrumet av metallatomkluster föreslagits för att förklara mekanismen för vissa reaktioner. I stödda och icke-stödda polymetalliska katalysatorer, om en legering bildas mellan metallkomponenterna, kallas det en legeringskatalysator. Binära legeringskatalysatorer är mer studerade och tillämpade, såsom koppar-nickel, koppar-palladium, palladium-silver, palladium-guld, platina-guld, platina-koppar, platina-rodium, etc. Katalysatorns aktivitet kan justeras med justering av legeringens sammansättning. Till exempel, efter tillsats av en liten mängd koppar till nickelkatalysatorn, förändras den ursprungliga ytstrukturen hos nickelkatalysatorn på grund av anrikningen av koppar på ytan, så att hydrokrackningsaktiviteten hos etan snabbt reduceras. Legeringskatalysatorer används vid hydrering, dehydrering, oxidation, etc.