按催化反應(yīng)類別,貴金屬催化劑可分為均相催化用和多相催化用兩大類。均相催化用催化劑通常為可溶性化合物(鹽或絡(luò)合物),如氯化鈀、氯化銠、醋酸鈀、羰基銠、三苯膦羰基銠等。多相催化用催化劑為不溶性固體物,其主要形態(tài)為金屬絲網(wǎng)態(tài)和多孔無機(jī)載體負(fù)載金屬態(tài)。金屬絲網(wǎng)催化劑(如鉑網(wǎng)、銀網(wǎng))的應(yīng)用范圍及用量有限。絕大多數(shù)多相催化劑為載體負(fù)載貴金屬型,如Pt/A12O3、Pd/C、Ag/Al2O3、Rh/SiO2、Pt-Pd/Al2O3、Pt-Rh/Al2O3等。在全部催化反應(yīng)過程中,多相催化反應(yīng)占80%~90%。按載體的形狀,負(fù)載型催化劑又可分為微粒狀、球狀、柱狀及蜂窩狀。按催化劑的主要活性金屬分類,常用的有:銀催化劑、鉑催化劑、鈀催化劑和銠催化劑。
鉑(Pt)元素在周期表中第10族(ⅧB)鉑族元素,原子序數(shù)78,穩(wěn)定的同位素有194,195,196,198。密度21.45g/cm,熔點(diǎn)1769℃,沸點(diǎn)3827±100℃,氧化態(tài)+2、+3、+4價(jià),銀白色具有良好延展性的金屬。鉑在空氣中不被氧化,在450℃以下無明顯的氧化膜生成,450℃以上生成揮發(fā)性氧化物稍有失重。在500℃的氧氣氣氛中能氧化成氧化鉑??杀畸u素、氰化物、硫和苛性堿腐蝕。在1000℃將鉑暴露在硫化氫中,12小時(shí)后可觀察到少量腐蝕。不溶于鹽酸、硝酸,但溶于王水,生成六氯合鉑(Ⅳ)酸(H2PtCl6)。鉑是很好的吸氫材料,要避免長時(shí)間暴露在含碳的強(qiáng)還原氣氛(如C、CO、CO2)中。
從常溫到熔點(diǎn)之間,銦與空氣中的氧作用緩慢,表面形成極薄的氧化膜(In2O3),溫度更高時(shí),與活潑非金屬作用。大塊金屬銦不與沸水和堿溶液反應(yīng),但粉末狀的銦可與水緩慢的作用,生成氫氧化銦。銦與冷的稀酸作用緩慢,易溶于濃熱的無機(jī)酸和乙酸、草酸。銦能與許多金屬形成合金(尤其是鐵,粘有鐵的銦會(huì)顯著的被氧化)。
在石油和化工過程中最富盛名的鉑催化劑及其催化過程有: (1)鉑重整催化劑及鉑重整過程:在石油煉制工業(yè)中,將石油中的C6~C8烷烴餾分分離出來,經(jīng)過重整,轉(zhuǎn)化成C6~C8芳烴,即苯、甲苯、二甲苯的過程,所用催化劑為鉑催化劑,過程的目的是增產(chǎn)芳烴、提高汽油的辛烷值。重整過程用催化劑又稱單鉑催化劑(英文名稱single platinum catalyst),以鉑為金屬活性組分,以γ-氧化鋁為載體,鉑含量在0.3~0.7%,酸性組分為氯或氯氟化物,含量為0.1~0.3%。催化劑堆積密度為0.79~0.85g/cm,白色、圓柱狀顆粒。活性組分鉑起到加速直鏈的烷烴脫氫及芳構(gòu)化反應(yīng)。提高催化劑中鉑含量,有利于芳構(gòu)化反應(yīng)和催化劑的抗毒能力。另一種鉑重整催化劑為鉑-錸雙金屬催化劑。重整反應(yīng)溫度為400~500℃,壓力2.5~3.0MPa。催化劑使用周期可在一年以上。 (2)氨氧化過程采用鉑銠絲網(wǎng)催化劑,氨與空氣經(jīng)鉑銠絲網(wǎng)催化劑,在850~900℃反應(yīng)生成一氧化氮和水,一氧化氮再被氧化成二氧化氮,水吸收生成硝酸。 (3)低碳烴催化芳構(gòu)化,C5~C6 烴異構(gòu)化過程采用載鉑的氧化鋁催化劑。目的是增產(chǎn)芳烴和提高汽油辛烷值。

