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金属催化剂及其催化剂作用机理金属催化剂概述金属催化剂是一类重要的工业催化剂。主要包括块状催化剂,如电解银催化剂、融铁催化剂、铂网催化剂等;分散或者负载型的金属催化剂,如Pt-Re/-Al2O3重整催化剂,Ni/Al2O3加氢催化剂等; 金属催化剂及其催化剂作用机理金属互化物催化剂,如LaNi5可催化合成气转化为烃,是70年代开发的一类新型催化剂,也是磁性材料、储氢材料;金属簇状物催化剂,如烯烃氢醛化制羰基化合物的多核Fe3(CO)12催化剂,至少要有两个以上的金属原子,以满足催化剂活化引发所。这5类金属催化剂中,前两类是主要的,后三类在20世纪70年代以来有新的发展。
钌有许多不同的化合价。不同价态的铑可以与多种物质形成络合物,因此铑催化剂的种类非常丰富。大多数钌催化剂具有良好的催化性能,常用于加氢、异构化、氧化和CH活化反应。
前者是Pt、Pd、Ru、Rh和Cu等金属原子。催化剂在使用中是处于连续变化状态,这种状态是温度、催化剂组成,吸附物种和催化环境的综合函数。据此可以认为,传统的Langmuir-Hinshelwood动力学模型,应基于溢流现象重新加以审定。因为从溢流现象中知道,催化加氢的活性物种不只是H,而应该是H0、H+、H2、H-等的平衡组成;催化氧化的活性物种不只是O,而应该是O0、O-、O=和O2等的平衡组成。溢流现象是50年代初研究H2在Pt/Al2O3上的解离吸附时发现的,现在发现O2、CO、NO和某些烃分子吸附时都可能发生这种溢流现象。溢流现象的研究是近二十多年来催化领域中有意义的进展之一。
价键模型和d特性百分数(d%)的概念价键理论认为,过渡金属原子以杂化轨道相结合。杂化轨道通常为s、p、d等原子轨道的线性组合,称之为spd或dsp杂化。杂化轨道中d原子轨道所占的百分数称为d特性百分数,用符号d%表示。它是价键理论用以关联金属催化活性和其他物性的一个特性参数。金属d%越大,相应的d能带中的电子填充越多,d空穴就越少。d%和d空穴是同角度反映金属电子结构的参量,且是相反的电子结构表征。它们分别与金属催化剂的化学吸附和催化活性有某种关联。就广为应用的金属加氢催化剂来说,d%在40~50%为宜。
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