비지지 및 지지 금속 촉매
촉매의 활성 성분이 지지체에 담지되어 있는지 여부에 따른 분류:
비지지 금속 촉매
지지체가 없는 금속 촉매를 말하며, 구성에 따라 단금속과 합금의 두 가지 범주로 나눌 수 있습니다. 일반적으로 골격 금속, 와이어 메시, 금속 분말, 금속 입자, 금속 칩 및 금속 증발 필름 형태로 적용됩니다. 골격 금속 촉매는 촉매 활성 금속과 알루미늄 또는 실리콘의 합금이며, 수산화나트륨 용액에 알루미늄 또는 실리콘을 용해하여 금속 골격을 형성합니다. 산업에서 가장 일반적으로 사용되는 골격 촉매는 1925년 미국의 M. Rainey가 발명한 골격 니켈이므로 Rainey 니켈이라고도 합니다. 매트릭스 니켈 촉매는 수소화 반응에 널리 사용됩니다. 다른 골격 촉매로는 골격 코발트, 골격 구리 및 골격 철이 있습니다. 일반적인 와이어 메시 촉매는 백금 메시(그림 참조)와 백금-로듐 합금 메시로, 암모니아화 및 산화 과정에서 질산을 생산하는 데 사용됩니다.
지원되는 금속 촉매
촉매는 금속 성분의 분산 및 열 안정성을 개선하기 위해 지지체에 금속 성분으로 지지되어 촉매가 적절한 기공 구조, 모양 및 기계적 강도를 갖도록 합니다. 대부분의 지지 금속 촉매는 지지체에 금속염 용액을 함침시키고 침전 전환 또는 열 분해 후 환원시켜 제조합니다. 지지 금속 촉매를 제조하는 데 중요한 요소 중 하나는 열처리 및 환원 조건을 제어하는 것입니다(촉매 제조 참조).
단일 금속 및 다중 금속 촉매
촉매의 활성 성분에 따른 분류는 하나 이상의 금속 원소입니다.
단금속 촉매
금속 성분이 하나뿐인 촉매를 말합니다. 예를 들어, 1949년 산업계에서 처음 사용된 백금 개질 촉매는 불소나 염소를 함유한 η-알루미나에 담지된 단일 금속 백금의 활성 성분을 가지고 있었습니다.
다금속 촉매
촉매의 구성 요소는 두 개 이상의 금속으로 구성됩니다. 예를 들어, 염소 함유 -알루미나에 담지된 백금-레늄과 같은 이중 금속 (다중) 금속 개질 촉매. 이들은 다양한 금속이 지지체에 담지되어 이진 또는 다변수 금속 클러스터를 형성할 수 있는 위에서 언급한 백금 전용 개질 촉매보다 성능이 우수하여 활성 성분의 효과적인 분산을 크게 개선합니다. 금속 원자 클러스터 화합물의 개념은 처음에 촉매를 착화하는 데서 나왔으며, 고체 금속 촉매에 적용될 때 금속 표면에 여러 개, 수십 개 또는 그 이상의 금속 원자가 클러스터링되어 있다고 생각할 수 있습니다. 70년대 이후 이 개념을 기반으로 일부 반응의 메커니즘을 설명하기 위해 금속 원자 클러스터의 활성 중심 모델이 제안되었습니다. 담지 및 비담지 다금속 촉매에서 금속 성분 사이에 합금이 형성되면 합금 촉매라고 합니다. 이진 합금 촉매는 구리-니켈, 구리-팔라듐, 팔라듐-은, 팔라듐-금, 백금-금, 백금-구리, 백금-로듐 등과 같이 더 많이 연구되고 적용됩니다. 촉매의 활성은 합금의 구성을 조정하여 조정할 수 있습니다. 예를 들어, 니켈 촉매에 소량의 구리를 첨가한 후 니켈 촉매의 원래 표면 구조는 표면에 구리가 풍부해져 변화하여 에탄의 수소화 분해 활성이 빠르게 감소합니다. 합금 촉매는 수소화, 탈수소화, 산화 등에 사용됩니다.