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催化活性:催化剂参与了化学反应,降低了化学反应的活化能,大大加快了化学反应的速率,这说明催化剂具有催化活性。催化反应的速率是催化剂活性大小的衡量尺度,活性是评价催化剂好坏的主要的。选择性:一种催化剂只对某一类反应具有明显的加速作用,对其他反应则加速作用甚小,甚至没有加速作用,这一性能就是催化剂选择性。催化剂的选择性决定了催化作用的定向性,可通过选择不同的催化剂来控制或改变化学反应的方向。
负载型金属催化剂的催化活性金属在载体上微细的程度用分散度D(Dispersion)来表示,其定义为:因为催化反应都是在位于表面上的原子处进行,故分散度好的催化剂,一般其催化效果较好。当D = 1时,意味着金属原子暴露。金属在载体上微细分散的程度,直接关系到表面金属原子的状态,影响到这种负载型催化剂的活性。通常晶面上的原子有三种类型:位于晶角上,位于晶棱上和位于晶面上。显然位于顶角和棱边上的原子较之位于面上的配位数要低。随着晶粒大小的变化,不同配位数位(Sites)的比重也会变,相对应的原子数也跟着要变。涉及低配位数位的吸附和反应,将随晶粒变小而增加;而位于面上的位,将随晶粒的增大而增加。
结构敏感与非敏感反应对金属负载型催化剂,影响活性的因素有三种:①在临界范围内颗粒大小的影响和单晶取向;②一种活性的第VIII族金属与一种较小活性的IB族金属,如Ni-Cu形成合金的影响;③从一种第VIII族金属替换成同族中的另一种金属的影响。根据对这三种影响敏感性的不同,催化反应可以区分为两大类。一类涉及H-H、C-H或O-H键的断裂或生成的反应,它们对结构的变化、合金的变化或金属性质的变化,敏感性不大,称之为结构非敏感(Structrure- insensitive)反应。
在工业生产中,通常采用沉淀法制备负载型钌催化剂,然后用钌催化剂催化苯选择性加氢生产环己烯。同样,环己胺和二环己胺是重要的有机化工原料和精细化工中间体,都是通过钌催化剂对苯胺进行选择性加氢得到的。此外,金属钌与TolBINAP配体形成的配合物可催化苯乙酮加氢生成手性1-苯基乙醇。