长宁区实验室贵金属均相催化剂研究进展

现在催化科学的发展依旧是尽可能地利用非均相催化剂代替贵金属均相催化剂。两种过程也尽可能的研发非均相催化剂。一旦搞出非均相催化剂就可以大幅度降低成本获得竞争优势。后处理成本.主要是环保成本也并非是一直不变的。就拿酯化来说.几十年前可以用硫酸搞搞.那时候环保不严格.这套流程成本相对于非均相催化流程更低。如果现在还用这套工艺.就不得不加上一套无害化过程.这时候经济上就不合理了。所以随着环保等压力的增大.也注定了现在的生产更倾向于非均相流程。以有机物为原料以固体为催化剂的多相催化反应过程几乎都可能发生结焦。长宁区实验室贵金属均相催化剂研究进展

装填贵金属均相催化剂后.应当检查影响其催化性能的几个关键的点。比如压力降.管路中压力降应在平均值5%左右变动。偏高可能会有破碎的催化剂.偏低可能是催化剂装填太松.管子需要进一步振动。而压力降可以用压力差读数计读出来。还有装填重量。一般情况下.催化剂越多.催化活性越好。一定重量的催化剂可以保证产物的产量。也要考虑催化剂的堆密度.以保证其能够达到合理的重量和体积。如果密度太低.可能导致催化剂量太少使得合成塔性能不良.催化剂寿命也会受到影响。南京自主研发贵金属均相催化剂科研进展贵金属可以和一般金属形成不同含量比例和不同颗粒尺寸的组合催化剂，提高反应的选择性和催化剂的寿命。

有可能将贵金属均相催化剂转化成多相催化剂吗？这个是可以的。而且在将均相催化剂转化成多相催化剂的领域.相关著作和论文已经很多。另外.再将多相催化剂均相化的研究领域.相关论文也在逐年增长。并非所有的催化过程是为了降低速控步骤的活化能。大部分催化剂是为了降低活化能.加速反应速率.如合成氨、合成乙醇；有的是为了增加某些步骤的活化能.减小反应速率.如:防腐蚀有不少催化剂都是在几百摄氏度的高温下工作的。催化剂究竟在多少摄氏度失活主要看他的载体和活性组分能承受多高的温度.一旦超过所能承受的温度就会改变结构甚至是性质.造成不可逆的失活。

设计这样的贵金属均相催化剂仍存在很大的困难。例如合成气直接制二甲醚的工业过程中常用的铜/氧化锌基催化剂.虽然具有很高的活性.但铜在长时间反应过程中的“烧结”问题通常会降低其性能。“烧结”是一个让很多科研工作者头晕的话题。“烧结”是指催化剂在高温（有时还有特殊的气氛）情况下.经过一段时间后载体的微观结构发生变化.如孔结构坍塌、表面积急剧减小或者负载的活性组分在高温条件下发生晶粒长大的现象.较终导致催化剂老化.逐渐失去活性。几乎所有的贵金属都可用作催化剂，但常用的是铂、钯、铑、银、钌等，其中尤以铂、铑应用较广。

贵金属均相催化剂甲苯的烷基化.按照化学反应来看.较终会形成三种二甲苯的同分异构体.一般来说对二甲苯比较值钱一点.因此我们希望提高对二甲苯的选择性.这个过程目前通过ZSM-5分子筛催化剂实现。整个反应的机理是这样的.甲苯首先扩散到分子筛孔道里.在孔道内部进行反应.生成的产物再从孔道里扩散出来。在这个过程中.三种二甲苯分子此尺寸大小不同.其中对二甲苯尺寸较小在5.7A左右.ZSM-5的孔道恰好尺寸就是5.2-5.8A.其他两种二甲苯尺寸都在6A以上。这种情况下在分子筛内部生成了其他两种构型的二甲苯.却无法通过孔道扩散出来。只有对二甲苯可以通过孔道.这样一来我们就通过扩散过程提高了对二甲苯的选择性。均相催化相对于多相催化来说，具有一些自身的优点:有利于节能。普陀区实验室贵金属均相催化剂简介

贵金属催化剂优点，选择性能好：针对不同的应用场景，贵金属催化剂通常只针对某一化学反应起作用。长宁区实验室贵金属均相催化剂研究进展

贵金属均相催化剂参与化学反应的过程是：首先催化剂是通过反应物作用形成中间体.接着经过一系列反应使得中间体放出目标产物并重新生成催化剂。这通常叫做一个催化循环。活性的零价钯首先和卤代烃发生氧化加成反应.钯插入碳卤键使之活化.形成活性中间体。接着.该活性中间体与炔的铜配合物发生转金属作用.卤化亚铜离去.生成由钯原子连接碳与碳的中间体。与此同时.转金属化结束后释放的亚铜再次与炔结合.而卤元素生成不溶的季铵盐。然后.反应开始进行.中间体发生还原消除.释放出活性零价钯.并生成产物。零价活性钯则再次进入催化循环.继续催化反应。长宁区实验室贵金属均相催化剂研究进展

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