鉑金(Platinum,簡(jiǎn)稱Pt),是一種天然形成的白色貴重金屬。鉑金早在公元前700年就被人類發(fā)現(xiàn),在人類使用鉑金的2000多年歷史中,它一直被認(rèn)為是貴的金屬之一。
在礦物分類中,鉑族元素礦物屬自然鉑亞族,包括銥、銠、鈀和鉑的自然元素礦物。鉑族元素礦物均為等軸晶系,單晶體極少見,偶爾呈立方體或八面體的細(xì)小晶粒產(chǎn)出。
貴金屬(precious metal)主要指金、銀和鉑族金屬(釕、銠、鈀、鋨、銥、鉑)等8種金屬元素。這些金屬大多數(shù)擁有美麗的色澤,具有較強(qiáng)的化學(xué)穩(wěn)定性,一般條件下不易與其他化學(xué)物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。
催化劑失活指催化劑在使用中會(huì)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(shí)中毒(可逆中毒): 毒物在活性中心上吸附或化合時(shí),生成的鍵強(qiáng)度相對(duì)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(huì)影響催化劑的性質(zhì),這種中毒叫做可逆中毒或暫時(shí)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(duì)某一反應(yīng)的催化能力,但對(duì)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(guò)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(gè)可逆過(guò)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(huì)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(zhǎng)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。
在選擇和設(shè)計(jì)金屬催化劑時(shí),??紤]金屬組分與反應(yīng)物分子間應(yīng)有合適的能 量適應(yīng)性和空間適應(yīng)性,以利于反應(yīng)分子的活化。然后考慮選擇合適的助催化劑和催化劑載體以及所需的制備工藝,并嚴(yán)格控制制備條件,以滿足所需的化學(xué)組成和物理結(jié)構(gòu),包括金屬晶粒大小和分布等。除貴金屬外,還原態(tài)的金屬催化劑均極為活潑,易于被氧化。催化劑生產(chǎn)廠為了貯運(yùn)的方便,多以氧化物狀態(tài)提供商品(見表),用戶經(jīng)活化處理或在使用過(guò)程中才還原成金屬狀態(tài)。活化的方法、條件十分重要(見催化劑使用)。有些催化劑生產(chǎn)廠也提供某些預(yù)還原的氨合成用的鐵催化劑,以縮短用戶的開工期,并保證催化劑的使用特性