催化剂文献综述

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1、文献综述（含主要参考文献）文献综述（含主要参考文献） 近代化学工业，特别是煤和石油化工的飞速发展，数以千计的化学原料和商 品生产都与催化学科的技术成就、催化剂的开发密切相关；另外，现代人类面临 的许多困难，像能源、自然资源的开发以及污染等问题的解决，也都部分地依赖 于催化过程。因此，催化过程及催化剂的研究使用受到世界各国政府、产业部门 和科研机构的重视。可以说，催化化学及催化剂在国民经济中具有十分重要的意 义。 由于催化科学和技术的飞速发展， 在不同的历史阶段人们对催化现象的认识 和应用在不断更新， 有关催化剂和催化作用的定义也曾有过不同的表述1。 在此， 只对其中一种目前都比较认可的催化剂定

2、义简述如下：在一个反应体系中，若存 在某一种类物质，可使反应速率明显变化（增加或减少） ，而其本身的化学物质 和数量在反应前后基本保持不变， 这种物质称为催化剂。 催化剂可以是正催化剂， 也可以是负催化剂，一般如不特别说明，都是正催化剂。 在现代化学工业、石油加工工业、食品工业、制药工业及环保行业等部门中 催化剂的使用非常广泛，因而催化剂的种类也相当繁多。对于催化剂的分类2， 有许多不同的方法， 在此只对按催化剂的元素及化合态分类这一种分类方法做一 详述。按催化剂的元素及化合态分类，催化剂可分为： （1）金属催化剂，多数为 过渡元素，在氧化还原机理的催化反应中最为常用； （2）氧化物催化剂与硫

3、化物 催化剂，当其为过渡元素化合物时，亦是氧化还原型机理的催化反应中常用的催 化剂； （3）酸、碱、盐催化剂，主要用于酸碱型机理的催化反应； （4）金属有机 化合物，为络合催化机理反应中常用的催化剂。 由于催化剂广泛应用于许多行业部门， 关于催化剂的制备也就成了广大化学 工作者普遍关心的问题。目前，催化剂制备的常用方法有混合法、浸渍法、沉淀 法、凝胶法以及熔融法等2。在催化剂中有很大一部分的活性组分是负载于载体 上的，载体与活性组分的组合方法则有混合法、浸渍法、离子交换法、沉淀法、 共沉淀法及喷雾法等。载体除了作为催化剂的基底，还可减少催化剂的收缩，增 大催化剂的机械强度，改善活性组分的活性、

4、选择性及对毒物的抵抗能力等3。 作为催化剂的载体可以是天然物质，也可以是人工合成物。常用的催化剂载体有 氧化铝、硅胶、硅酸铝、活性炭、硅藻土、沸石分子筛等。在此，对活性炭做一 介绍。 活性炭2的主要成分是碳，此外还有少量 H、O、N、S 和灰分，其含量（质 量%） ：H（13） 、O（220） 、N(00.2) 、S（00.1） 、灰分（0.33）,其余 为碳。活性炭具有比表面大、孔隙充沛、表面化学性质复杂等特点，而且其本身 也可作为催化剂， 因而活性炭不仅是一种优良的吸附剂， 也常用作催化剂载体 （主 要负载金属催化剂） 。活性炭载金属催化剂的制备方法2有湿浸法、水解浸渍法 和化学沉淀法三种

5、。 湿浸法是将金属盐溶液浸渍活性炭载体，使其充满活性炭的孔道内，然后使 溶剂挥发，而金属盐呈微晶形式留在内孔表面，再在惰性气体中加热逐出溶剂后 以氢还原，也可用还原剂溶液充满微孔，加热到100C150C逐出溶剂时将金属 盐还原。 水解浸渍法是利用液相中发生的离子交换至生成沉淀等化学反应， 使金属离 子固定在活性炭微孔内表面上，在加入还原剂溶液，将活性炭悬浮液加热至沸， 使金属盐被还原。 化学蒸气沉积法上利用易分解的挥发性钯盐或铂盐，先使挥发性盐类气化， 并与翻腾的活性炭接触，活性炭已被加热到挥发性金属盐的分解温度，故能在活 性炭载体表面上沉积。 由于活性炭的比表面大， 孔隙结构充沛， 易于吸收

6、空气中的水份及其他气体， 因此在制备炭载催化剂之前，必须对其进行充分的干燥处理和脱气，这样才能使 浸渍液在浸渍过程中均匀扩散至载体的孔隙内， 从而达到活性组分均匀分布的目 的。由于活性炭是一种强的吸波材料，在微波辐照下可快速升温，因此产生了一 种全新的炭载催化剂的制备方法微波法。 炭载金属催化剂的微波法制备4是在传统的浸渍法的基础上发展的，与其不 同的是在炭载金属催化剂制备的干燥和煅烧阶段引入微波辐射。 与传统的浸渍法 相比，具有快速，节能的优点。 在此，有必要对微波作一介绍。微波5-7是指电磁波谱中位于远红外和无线 电波之间，波长介于1 m1 mm范围内，频率介于300 MHz300GHz电磁辐射。 当微波遇到不同材料时，依材料性质不同，会产生反射、吸收和穿透现象，这取 决于材料本身的介电常数、介电损耗系数、比热、形状和含水量等。微波最显著 的特点是其热效应和诱导催化效应，而最常用的是其热效应，最典型的应用就是 微波炉。微波最早应用于军事，尔后进入人类社会各个领域。随着科学技术的不 断发展， 从20世纪80年代开始在化学领域得以