一、金屬催化劑是什么
金屬催化劑是一類重要的(de)工(gong)業(ye)催(cui)化(hua)劑(ji)(ji)(ji)(ji)，是以金(jin)屬(shu)(shu)為主要活(huo)性組分(fen)的(de)固體催(cui)化(hua)劑(ji)(ji)(ji)(ji)。主要是貴金(jin)屬(shu)(shu)及鐵(tie)(tie)、鈷、鎳等過渡元素。金(jin)屬(shu)(shu)催(cui)化(hua)劑(ji)(ji)(ji)(ji)主要包(bao)括(kuo)塊(kuai)狀(zhuang)催(cui)化(hua)劑(ji)(ji)(ji)(ji)（如(ru)電解銀催(cui)化(hua)劑(ji)(ji)(ji)(ji)、融鐵(tie)(tie)催(cui)化(hua)劑(ji)(ji)(ji)(ji)、鉑網催(cui)化(hua)劑(ji)(ji)(ji)(ji)等）；分(fen)散或(huo)者負載型的(de)金(jin)屬(shu)(shu)催(cui)化(hua)劑(ji)(ji)(ji)(ji)；金(jin)屬(shu)(shu)互化(hua)物催(cui)化(hua)劑(ji)(ji)(ji)(ji)；合(he)(he)金(jin)催(cui)化(hua)劑(ji)(ji)(ji)(ji)（如(ru)Cu-Ni合(he)(he)金(jin)加(jia)氫(qing)催(cui)化(hua)劑(ji)(ji)(ji)(ji)）；金(jin)屬(shu)(shu)簇狀(zhuang)物催(cui)化(hua)劑(ji)(ji)(ji)(ji)。
二、金屬催化劑有哪些種類
1、按催化劑的活性組分是否負載在載體上分類
（1）非負載型金屬催化劑
指不含載體(ti)的金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)催化劑(ji)(ji)(ji)，按(an)組成又可分單金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)和合(he)金(jin)(jin)(jin)兩類(lei)。通常以(yi)骨架(jia)(jia)(jia)(jia)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)催化劑(ji)(ji)(ji)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)、金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)絲網、金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)粉末、金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)顆(ke)粒、金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)屑(xie)片和金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)蒸發膜(mo)等形式應(ying)用(yong)。骨架(jia)(jia)(jia)(jia)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)催化劑(ji)(ji)(ji)，是(shi)將(jiang)(jiang)具(ju)催化活性的金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)和鋁或硅制成合(he)金(jin)(jin)(jin)，再用(yong)氫(qing)氧化鈉溶液將(jiang)(jiang)鋁或硅溶解掉，形成金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)骨架(jia)(jia)(jia)(jia)。工業(ye)上(shang)最常用(yong)的骨架(jia)(jia)(jia)(jia)催化劑(ji)(ji)(ji)是(shi)骨架(jia)(jia)(jia)(jia)鎳，1925年(nian)由美國的M.雷尼發明，故又稱雷尼鎳。骨架(jia)(jia)(jia)(jia)鎳催化劑(ji)(ji)(ji)廣(guang)泛應(ying)用(yong)于加(jia)氫(qing)反應(ying)中。其他骨架(jia)(jia)(jia)(jia)催化劑(ji)(ji)(ji)還有骨架(jia)(jia)(jia)(jia)鈷(gu)、骨架(jia)(jia)(jia)(jia)銅和骨架(jia)(jia)(jia)(jia)鐵等。典(dian)型的金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)絲網催化劑(ji)(ji)(ji)為鉑網和鉑-銠合(he)金(jin)(jin)(jin)網，應(ying)用(yong)在氨化氧化生產(chan)硝化的工藝上(shang)。
（2）負載型金屬催化劑
金(jin)(jin)屬組分(fen)負載在(zai)載體(ti)上的(de)催(cui)(cui)化劑，用以(yi)提(ti)高金(jin)(jin)屬組分(fen)的(de)分(fen)散(san)度(du)和熱穩定性，使(shi)催(cui)(cui)化劑有合(he)適的(de)孔結構、形狀和機(ji)械(xie)強度(du)。大多數負載型金(jin)(jin)屬催(cui)(cui)化劑是(shi)將金(jin)(jin)屬鹽類溶液浸漬在(zai)載體(ti)上，經沉(chen)淀轉化或(huo)熱分(fen)解后(hou)還原制得。制備負載型金(jin)(jin)屬催(cui)(cui)化劑的(de)關鍵之一是(shi)控制熱處理(li)和還原條(tiao)件
2、按催化劑活性組分是一種或多種金屬元素分類
（1）單金屬催化劑
單(dan)金(jin)屬(shu)催化(hua)劑(ji)(ji)指只有一種金(jin)屬(shu)組分的催化(hua)劑(ji)(ji)。例(li)如1949年(nian)工業上首先應用的鉑(bo)(bo)重整催化(hua)劑(ji)(ji)，活性組分為單(dan)一的金(jin)屬(shu)鉑(bo)(bo)負(fu)載在含氟或(huo)氯的η-氧化(hua)鋁上。用途如：銠做催化(hua)劑(ji)(ji)用于(yu)(yu)(yu)汽車工業的廢氣排放(fang)的控制(zhi)和對于(yu)(yu)(yu)磷(lin)配合物的合成，加氫反應和加氫甲酰(xian)化(hua)（即羰基化(hua)）。鉑(bo)(bo)為催化(hua)劑(ji)(ji)的接觸法制(zhi)造(zao)硫酸，鉑(bo)(bo)網(wang)催化(hua)劑(ji)(ji)用于(yu)(yu)(yu)氨氧化(hua)制(zhi)硝酸等。
（2）多金屬催化劑
催(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)中(zhong)的(de)(de)組分由(you)兩(liang)種或兩(liang)種以上的(de)(de)金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)組成。例如負載(zai)在含氯的(de)(de)γ-氧化(hua)(hua)(hua)鋁上的(de)(de)鉑-錸等雙（多）金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)重整催(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)。它們比(bi)前(qian)述僅(jin)含鉑的(de)(de)重整催(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)有(you)更(geng)(geng)優越的(de)(de)性(xing)能，在這類催(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)中(zhong)，負載(zai)在載(zai)體上的(de)(de)多種金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)可形(xing)成二(er)元或多元的(de)(de)金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)原(yuan)子(zi)(zi)簇，使活性(xing)組分的(de)(de)有(you)效分散度大(da)大(da)提高。金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)原(yuan)子(zi)(zi)簇化(hua)(hua)(hua)合物的(de)(de)概念最早(zao)是從(cong)絡合催(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)中(zhong)來(lai)的(de)(de)，將其應用到固體金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)催(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)中(zhong)，可以認為金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)表面也有(you)幾個(ge)(ge)、幾十個(ge)(ge)或更(geng)(geng)多個(ge)(ge)金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)原(yuan)子(zi)(zi)聚(ju)集成簇。
三、金屬催化劑的優缺點
貴金屬催(cui)化(hua)劑(ji)的優點(dian)是顯而易見的，主要包括以(yi)下幾(ji)點(dian)：
1、應用范圍廣：由于貴金屬催化(hua)(hua)(hua)劑(ji)擁有更好的(de)化(hua)(hua)(hua)學活(huo)性，因而能(neng)夠廣泛(fan)應用在化(hua)(hua)(hua)學制藥、石油(you)化(hua)(hua)(hua)工、加氫、脫氫、氧化(hua)(hua)(hua)、還原、異構化(hua)(hua)(hua)、芳構化(hua)(hua)(hua)、裂化(hua)(hua)(hua)、合成等反應，在化(hua)(hua)(hua)工、石油(you)精制、石油(you)化(hua)(hua)(hua)學、醫(yi)藥、環保及新(xin)能(neng)源等領域。
2、穩(wen)定性好：貴金(jin)屬催化(hua)劑在多(duo)種環境(jing)下都能夠穩(wen)定地(di)保持(chi)其催化(hua)特(te)性，同(tong)時(shi)還具有(you)耐高(gao)溫、抗氧化(hua)、耐腐蝕等(deng)綜合優良(liang)特(te)性。
3、選擇性能好(hao)：針(zhen)對(dui)不(bu)同的(de)應(ying)(ying)用(yong)場景(jing)，貴金屬(shu)催(cui)化劑(ji)通常只針(zhen)對(dui)某(mou)一化學(xue)反(fan)應(ying)(ying)起作(zuo)用(yong)，不(bu)會影(ying)響到其他反(fan)應(ying)(ying)，降低了對(dui)整個化學(xue)反(fan)應(ying)(ying)的(de)干擾。
雖然貴金(jin)屬催化(hua)劑擁有諸多優點，同時在實際(ji)應用過程中受使用條件和其(qi)化(hua)學性(xing)質(zhi)影響也導致(zhi)了其(qi)缺點，主要包括：
1、貴(gui)金(jin)屬(shu)(shu)價(jia)(jia)格高(gao)(gao)導致其應用成本高(gao)(gao)：貴(gui)金(jin)屬(shu)(shu)催化劑通常采用的(de)活(huo)性(xing)成分為(wei)鉑、鈀(ba)、銠等貴(gui)金(jin)屬(shu)(shu)，由(you)于(yu)其稀缺性(xing)，導致其價(jia)(jia)格非常高(gao)(gao)，如，鉑的(de)市(shi)場(chang)價(jia)(jia)格約為(wei)260元(yuan)/克，鈀(ba)金(jin)的(de)市(shi)場(chang)價(jia)(jia)格為(wei)560無/克，銠的(de)價(jia)(jia)格約為(wei)4300元(yuan)/g。這也就導致了采用貴(gui)金(jin)屬(shu)(shu)催化劑的(de)成本比較高(gao)(gao)。
2、使用不當容易導致催化劑中毒。催化劑中毒指的是催化劑所(suo)含的(de)少(shao)量雜質，或是強(qiang)吸附(fu)（多為化(hua)(hua)學吸附(fu)）在活性(xing)(xing)中心上，或是與(yu)活性(xing)(xing)中心起化(hua)(hua)學作用(yong)，變為別的(de)物質，導(dao)致(zhi)(zhi)催(cui)化(hua)(hua)劑失去活性(xing)(xing)的(de)現(xian)象。如(ru)使用(yong)不當很(hen)容易導(dao)致(zhi)(zhi)催(cui)化(hua)(hua)劑失活。
