Clasificación de catalizadores metálicos
Nov 05, 2021
Catalizadores metálicos soportados y no soportados
Según si los componentes activos del catalizador están soportados sobre el soporte o no:
Catalizador de metal no soportado
Se refiere a los catalizadores metálicos sin portador, que se pueden dividir en dos tipos: metal único y aleación según su composición. Usualmente se utiliza en forma de estructura de metal, malla de alambre de metal, polvo de metal, partículas de metal, virutas de metal y película de evaporación de metal. El catalizador de metal de estructura es para hacer una aleación con metal catalíticamente activo y aluminio o silicio, y luego usar una solución de hidróxido de sodio para disolver el aluminio o silicio para formar una estructura de metal. El catalizador esquelético más comúnmente utilizado en la industria es el níquel esquelético, que fue inventado por M. Raney de los Estados Unidos en 1925, por lo que también se le llama níquel Raney. Los catalizadores de níquel esquelético se utilizan ampliamente en reacciones de hidrogenación. Otros catalizadores de estructura incluyen cobalto de estructura, cobre de estructura y hierro de estructura. Los catalizadores típicos de malla de alambre metálico son la malla de platino (ver imagen) y la malla de aleación de platino-rodio, que se utilizan en el proceso de amoxidación para producir ácido nítrico.
Catalizador de metal soportado
El catalizador en el que el componente metálico está soportado sobre el portador se usa para mejorar la dispersión y la estabilidad térmica del componente metálico, de modo que el catalizador tenga una estructura de poro, forma y resistencia mecánica adecuadas. La mayoría de los catalizadores metálicos soportados se preparan impregnando la solución de sal metálica sobre el portador y reduciéndola después de la transformación por precipitación o descomposición térmica. Una de las claves para la preparación de catalizadores metálicos soportados es controlar el tratamiento térmico y las condiciones de reducción.
Catalizadores de un solo metal y de varios metales
Según el componente activo del catalizador se clasifica uno o más elementos metálicos:
Catalizador de un solo metal
Se refiere a un catalizador con un solo componente metálico. Por ejemplo, en el catalizador de reformado de platino utilizado por primera vez en la industria en 1949, el componente activo es un platino de un solo metal soportado sobre η-alúmina que contiene flúor o cloro.
Catalizador multimetálico
Los componentes del catalizador están compuestos por dos o más metales. Por ejemplo, platino-renio y otros catalizadores de reformado de metales dobles (múltiples) soportados sobre γ-alúmina que contiene cloro. Tienen un mejor rendimiento que los catalizadores de reformado antes mencionados que contienen solo platino. En este tipo de catalizador, una variedad de metales soportados sobre el portador pueden formar grupos de metales binarios o de múltiples elementos, de modo que la dispersión efectiva de los componentes activos se mejora en gran medida. mejorar. El concepto de compuestos de racimo de metales se derivó por primera vez de catalizadores complejos. Cuando se aplica a catalizadores de metal sólido, se puede considerar que hay varios, docenas o más átomos de metal agrupados en la superficie del metal. Desde la década de 1970, a partir de este concepto, se ha propuesto un modelo del centro activo de los cúmulos metálicos para explicar el mecanismo de algunas reacciones. En catalizadores multimetálicos soportados y no soportados, si se forma una aleación entre los componentes metálicos, se denomina catalizador de aleación. Los más investigados y aplicados son los catalizadores de aleación binaria, como cobre-níquel, cobre-paladio, paladio-plata, paladio-oro, platino-oro, platino-cobre, platino-rodio, etc. La actividad del catalizador se puede ajustar ajustando la composición de la aleación. Algunos catalizadores de aleación tienen diferencias obvias en la composición de la superficie y la fase a granel. Por ejemplo, después de añadir una pequeña cantidad de cobre al catalizador de níquel, la estructura superficial original del catalizador de níquel cambia debido al enriquecimiento de cobre en la superficie, hidrogenando así el etano. La actividad de lisis disminuye rápidamente. Los catalizadores de aleación tienen aplicaciones en hidrogenación, deshidrogenación, oxidación, etc.
