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钯催化剂的种类与独特性质
钯催化剂,这一以金属钯为核心活性成分,并搭配多种载体(例如氧化铝、沸石、碳材料等)的催化剂,根据钯的存在形态及载体种类的不同,展现出了多样化的类型与特性。钯金属催化剂:此类催化剂中,钯以金属形态均匀分布于载体之上,展现出卓越的活性和稳定性。在氢化、脱氢、加氢裂化等反应中,它发挥着至关重要的作用,是石油化工和有机合成领域不可或缺的重要角色。钯氧化物催化剂:钯以氧化物形态存在,其分散度高,选择性和抗中毒性能优异。在氧化、还原、水煤气变换等反应中,它展现出了独特的催化效能,为化学反应的高效进行提供了有力支持。钯盐催化剂:钯以盐类形态附着于载体之上,适用于偶联、氧化还原、氰化等多种反应。这类催化剂同样具备高活性和高选择性,是精细化学品合成领域的重要工具。
载体碳的热处理1974年,英国石油公司开发成功含石墨的活性炭_2,其负载的金属原子可排在石墨的网状组织中,有良好的分散性和稳定il生。石墨具有更强的传输电子能力和更稳定的结构,因此,以石墨化的活性炭作载体具有比活性炭更优 良的性能 。1990年,英国石油公司与凯洛格公司联合,实现了石墨化活性炭负载钌基氨合成催化剂的工业应用热处理是为了提高活性炭的强度,经过真空高温处理,使之部分石墨化。 曹峻清等提出,石墨化程度控制在 3%以下,并除去少量有机杂质,处理时的真空度为 1.013×~1.013× Pa,温度 300~1500℃,升温速度 5℃ ·rain,保温20—50h,真空下缓慢降至室温出炉,处理后的比表面积为900~1500·,孔容0.02~1.20mL·。采用此方法使催化剂活性组分粒度大小适宜,分布均匀。阿纳托利 ·乌拉帝米若维奇 ·若曼尼恩科等提出,若载体石墨化程度大于20%,则制备的催化剂钯晶粒度小于3.5nm,钯均匀分布在距离载体表面距离为其半径的 1%~30%,形成均匀的蛋壳分布,这种分布有助于提高催化剂活性。
提纯铂的原料常为含杂质的氯铂酸(盐)溶液。釆用粗海绵铂或还原铂粉时,先用王水法或水溶液氯化法浸出造液。釆用粗铂锭、块或粗铂粒时,须先用机械物理法将其碾成片、破碎或细粒化以提高浸出速度。熔盐电解法以粗铂为阳,纯铂为阴,以氯铂酸钾K2PtCl6的碱金属氯化物溶液为电解质,于500℃下进行电解,可将纯度为95%粗铂阳提纯为纯度为99.9%纯铂阴铂。氯化瑛基铂法、熔盐电解法因工艺复杂、不易操作、不易大规模生产而未工业化。区域熔炼法仅用于生产少量的超高纯铂,以满足需求。大规模工业生产中很少采用此工艺。大规模工业生产中釆用的铂化学提纯法,为氯化铱反复沉淀法及氧化水解法。溶剂萃取法虽可用于提纯铂,但一般不单独用于铂的提纯。
硝酸溶解滴加盐酸法是采用硝酸溶解的同时滴加少量盐酸的来提高钯粉的溶解效率。其方法是将钯粉放入硝酸中加热,在不断搅拌下,滴加一定量的盐酸,再继续加热搅拌,直至钯粉溶解。这种方法能够溶解钯粉,但同时硝酸钯水合物中带入了CL-离子,而且无法消除。用硝酸钯制备汽车尾气净化催化剂时,是不能含有CL-离子的CL-的存在会造成净化器外壳生锈以及影响催化剂的催化效果。目前常见的这两种硝酸钯生产方法均不理想。其原因在于钯粉在生产过程中,因还原及烘干等条件不同而得到粒度、形状、比表面积均有差异的钯粉,而这些钯粉的颗粒度较大,比表面积小,缺少一致性。此外烘干不当也可能降低钯粉的表面活性。这些缺陷是造成硝酸溶解钯粉困难的直接原因,也使得硝酸钯无法形成大批量生产。而将钯粉转化为具有比表面积大、颗粒小、形状均匀、表面活性高特性的钯黑,则可以很好地解决些问题。钯黑的这些特性使其易溶于硝酸,同时也不会增加其他杂质。
硝酸银是一种无透明的晶体,其形状为斜方晶系片状。硝酸银的化学式为AgNO3,熔点在212°C左右,外观颜为无透明状的晶体,易溶于水或氨水等,具有氧化性与腐蚀性。主要成分是银与硝酸,通过生产工艺处理将银溶于硝酸中,再通过蒸发成结晶制得,是一种应用广泛的化工材料。硝酸银在现代工业中应用广泛,且都是与日常生活息息相关的行业。在无机工业中,硝酸银可用于生产制造其他的银盐。在实验室中,则可以用来做分析试剂用,比如用来做测定氯、溴等元素的催化剂。在电子行业中则是用来制作导电粘合剂,或是一些气体净化剂等。硝酸银也应用于电镀领域中,用于做电子元件或是其它工艺品的镀银材料。