其他用途
在實(shí)驗(yàn)室當(dāng)中,鉑金屬絲可用作電極。熱重分析會用鉑制的盤和支架,因?yàn)樵诟邷叵拢s1000℃)它必須嚴(yán)格地保持化學(xué)惰性。鉑是各種金屬器具的合金添加劑,如金屬細(xì)絲、抗腐蝕實(shí)驗(yàn)容器、醫(yī)療器材、假牙、電觸頭和熱電偶等。鉑鈷合金、鐵鉑合金可以制成強(qiáng)力的磁體,同時也是硬盤碟片中紀(jì)錄層的主要材料。船只、管道和鋼鐵碼頭都有用到含鉑的陽極。
貴金屬催化劑(precious metal catalyst)一種能改變化學(xué)反應(yīng)速度而本身又不參與反應(yīng)終產(chǎn)物的貴金屬材料。幾乎所有的貴金屬都可用作催化劑,但常用的是鉑、鈀、銠、銀、釕等,其中尤以鉑、銠應(yīng)用廣。它們的d電子軌道都未填滿,表面易吸附反應(yīng)物,且強(qiáng)度適中,利于形成中間“活性化合物”,具有較高的催化活性,同時還具有耐高溫、抗氧化、耐腐蝕等綜合優(yōu)良特性,成為重要的催化劑材料。
催化劑失活指催化劑在使用中會因各種因素而失去活性的現(xiàn)象,貴金屬催化劑的失活原因一般分為中毒、燒結(jié)和熱失活、結(jié)焦和堵塞三大類。
中毒引起的失活
(1)暫時中毒(可逆中毒): 毒物在活性中心上吸附或化合時,生成的鍵強(qiáng)度相對較弱可以采取適當(dāng)?shù)姆椒ǔザ疚?,使催化劑活性恢?fù)而不會影響催化劑的性質(zhì),這種中毒叫做可逆中毒或暫時中毒。
(2)中毒(不可逆中毒): 毒物與催化劑活性組份相互作用,形成很強(qiáng)的的化學(xué)鍵,難以用一般的方法將毒物除去以使催化劑活性恢復(fù),這種中毒叫做不可逆中毒或中毒。
(3)選擇性中毒: 催化劑中毒之后可能失去對某一反應(yīng)的催化能力,但對別的反應(yīng)仍有催化活性,這種現(xiàn)象稱為選擇中毒。在連串反應(yīng)中,如果毒物僅使導(dǎo)致后繼反應(yīng)的活性位中毒,則可使反應(yīng)停留在中間階段,獲得高產(chǎn)率的中間產(chǎn)物。
結(jié)焦和堵塞引起的失活
催化劑表面上的含碳沉積物稱為結(jié)焦。以有機(jī)物為原料以固體為催化劑的多相催化反應(yīng)過程幾乎都可能發(fā)生結(jié)焦。由于含碳物質(zhì)和/或其它物質(zhì)在催化劑孔中沉積,造成孔徑減小(或孔口縮小),使反應(yīng)物分子不能擴(kuò)散進(jìn)入孔中,這種現(xiàn)象稱為堵塞。通常含碳沉積物可與水蒸氣或氫氣作用經(jīng)氣化除去,所以結(jié)焦失活是個可逆過程。 3
燒結(jié)和熱失活
催化劑的燒結(jié)和熱失活是指由高溫引起的催化劑結(jié)構(gòu)和性能的變化。高溫除了引起催化劑的燒結(jié)外,還會引起其它變化,主要包括:化學(xué)組成和相組成的變化,半熔,晶粒長大,活性組分被載體包埋,活性組分由于生成揮發(fā)性物質(zhì)或可升華的物質(zhì)而流失等。
催化劑中的組分由兩種或兩種以上的金屬組成。例如負(fù)載在含氯的γ-氧化鋁上的鉑-錸等雙(多)金屬重整催化劑。它們比前述僅含鉑的重整催化劑有更優(yōu)越的性能,在這類催化劑中,負(fù)載在載體上的多種金屬可形成二元或多元的金屬原子簇,使活性組分的有效分散度大大提高。金屬原子簇化合物的概念早是從絡(luò)合催化劑中來的,將其應(yīng)用到固體金屬催化劑中,可以認(rèn)為金屬表面也有幾個、幾十個或更多個金屬原子聚集成簇。70年代以來,根據(jù)這一概念,提出了金屬原子簇活性中心的模型,用來解釋一些反應(yīng)的機(jī)理。在負(fù)載型和非負(fù)載型多金屬催化劑中,若金屬組分之間形成合金,稱為合金催化劑。研究和應(yīng)用較多的是二元合金催化劑,如銅-鎳、銅-鈀、鈀-銀、鈀-金、鉑-金、鉑-銅、鉑-銠等。可以通過調(diào)整合金的組成來調(diào)節(jié)催化劑的活性。某些合金催化劑的表面和體相內(nèi)的組成有著明顯的差異,如在鎳催化劑中加入少量銅后,由于銅在表面富集,使鎳催化劑原有表面構(gòu)造發(fā)生變化,從而使乙烷加氫裂解活性迅速降低。合金催化劑在加氫、脫氫、氧化等方面均有應(yīng)用。