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稀贵金属利用 环境友好型催化剂 杨昊2012年9月26日 甘肃优势资源 稀贵金属催化剂的基本概念贵金属催化剂贵金属催化剂应用 我省优势矿产资源 稀贵金属 贵金属 金 au 保有储量全国第10 银 ag 保有储量全国第7 铂族金属 铂 pt 钯 pd 铑 rh 铱 ir 钌 ru 锇 os 保有储量全国第1 稀散金属 硒 se 保有储量全国第1 碲 te 保有储量全国第3 铊 tl 保有储量全国第3 锗 ge 已探明储量 铟 in 已探明储量 稀贵金属 催化剂基本概念 工业催化剂的定义及特征 定义催化剂作为一种化学物质 借助于与反应物间的相互作用 加速反应的速率 在完成催化的一次反应后 又恢复到原来的化学状态 且在反应的最终产物中不显示 特征 只能加速理论上可以进行的反应 只能加速反应趋于理论最大产率 不能提高超过理论产率 对反应具有选择性 催化剂具有一定的寿命 催化剂基本概念 工业催化剂构成 催化剂基本概念 工业催化剂指标 反应速率 吸氢速率 在固定条件下 完成一次催化反应时 每克催化剂每分钟的平均吸氢量 活性 转化率 在固定条件下 已转化的指定反应物的量占指定反应物进料量的比例 选择性 在固定条件下 转化成目标产物的指定反应物的量占已转化指定反应物的量的比例 稳定性 催化剂的活性和选择性随时间变化的情况 包括热稳定性 化学稳定性和机械稳定性三方面 寿命 在工业生产条件下 催化剂的活性能够达到装置生产能力和原料消耗定额的允许使用时间 环境友好和自然界的相容性 催化剂应无毒无害 对环境友好 反应的剩余物与自然相融 贵金属催化剂 定义以单一或多种贵金属以不同价态构成主活性组分的催化剂 构成 单质 pt pd pt pd pd ru ag 氧化物 pto2 rh2o3 配合物pd pph3 3 贵金属催化剂的特点 易吸附反应物 催化活性高 生成热小 对氧和氢的结合力弱 脱附快 热稳定性好 适用温度范围大 化学稳定性高 不易被氧化还原 不易被腐蚀 具有多种催化活性 如光催化 电催化等 贵金属催化剂的应用 目前贵金属催化剂主要应用于以下三个领域 绿色化工催化生产加氢还原反应 氧化反应 脱氢 催化重整等环境保护领域汽车尾气的催化 挥发性有机废气催化 有机废水处理等能源领域化学燃料电池等 铂 pt 基催化剂 最早在化工中被开发应用的铂族金属催化剂 应用最广的铂族金属催化剂钯 pd 基催化剂在催化加氢反应中应用最广铑 rh 基催化剂具有反应条件温和 反应选择性高等特点钌 ru 基催化剂对特定的加氢反应具有较高的催化活性铱 ir 基催化剂用于航天推进剂肼分解催化 贵金属催化剂化工中的应用 铂族金属催化剂 铂族金属催化剂化工中的应用 铂族金属催化剂在化工生产中常见的反应 硝基加氢反应 no2 nh2 不饱和烃加氢反应 c c ch ch c c ch2 ch2 羰基加氢反应 c o choh 脱氯加氢反应 c cl c h 苯环加氢反应 c6h6 c6h12 乙烯氧化反应 c c ch3 cho或c c cooh 羧基加氢反应 cooh ch2oh 铂族金属催化剂化工中的应用 铂 pt 基催化剂用于一般的官能团和苯环加氢 特别是氧化还原反应 钯 pd 基催化剂除用于催化加氢反应外 对偶联反应具有催化作用 如 suzuki反应 heck反应 stille反应等 钌 ru 基催化剂对羰基还原及芳环加氢具有很高的催化活性 如 脂肪醛 脂肪酸加氢还原为脂肪醇 苯环 杂环加氢等氧化反应贵金属活性顺序 pt pd rh葡萄糖加氢贵金属活性顺序 ru rh pd一般加氢还原催化活性顺序 pt pd rh喹啉加氢反应的催化活性顺序 ru pd pt ir 贵金属催化剂的应用 金 au 银 ag 催化剂 金的颗粒尺寸低于3 5nm时 它在很多化学反应中都会表现出很好的催化活性 特别是在温度低于200 时 au纳米催化剂具有低温催化活性及催化活性随湿度增加而增加等特性 汽车尾气的催化尾气 一氧化碳 co 碳氢化合物 hc 氮氧化物 nox 三效催化剂 twg 活性组分 pd pt rh助剂 la系金属 la ce 载体 整体蜂窝状堇青石陶瓷 2mgo 2al2o3 5sio2 原理 co co2hc h2o co2nox n2工业有机废气 vocs 催化燃烧催化剂作用 降低有机物燃点 促进有机物的充分燃烧 对燃烧尾气进行催化还原 贵金属催化剂的应用 环境保护中的应用 hcho a 贵金属催化剂的应用 能源领域的应用 化学燃料电池原理 以有机物为原