Classification des catalyseurs métalliques

Catalyseurs métalliques non supportés et supportés

Selon que les composants actifs du catalyseur sont supportés ou non sur le support :

Catalyseur métallique non supporté

Désigne les catalyseurs métalliques sans support, qui peuvent être divisés en deux types : métal unique et alliage selon leur composition. Habituellement utilisé sous forme de métal de charpente, de treillis métallique, de poudre métallique, de particules métalliques, de copeaux métalliques et de film d'évaporation métallique. Le catalyseur métallique de charpente consiste à fabriquer un alliage avec un métal catalytiquement actif et de l'aluminium ou du silicium, puis à utiliser une solution d'hydroxyde de sodium pour dissoudre l'aluminium ou le silicium afin de former une charpente métallique. Le catalyseur squelettique le plus couramment utilisé dans l'industrie est le nickel squelettique, qui a été inventé par M. Raney des États-Unis en 1925, il est donc également appelé nickel de Raney. Les catalyseurs squelettiques au nickel sont largement utilisés dans les réactions d'hydrogénation. D'autres catalyseurs de charpente comprennent le cobalt de charpente, le cuivre de charpente et le fer de charpente. Les catalyseurs de treillis métallique typiques sont les treillis en platine (voir photo) et les treillis en alliage platine-rhodium, qui sont utilisés dans le processus d'ammoxydation pour produire de l'acide nitrique.

Catalyseur métallique supporté

Le catalyseur dans lequel le composant métallique est supporté sur le support est utilisé pour améliorer la dispersion et la stabilité thermique du composant métallique, de sorte que le catalyseur a une structure de pores, une forme et une résistance mécanique appropriées. La plupart des catalyseurs métalliques supportés sont préparés en imprégnant la solution de sel métallique sur le support et en la réduisant après transformation par précipitation ou décomposition thermique. L'une des clés de la préparation des catalyseurs métalliques supportés est de maîtriser les conditions de traitement thermique et de réduction.

Catalyseurs mono-métaux et multi-métaux

Selon le catalyseur, le composant actif correspond à un ou plusieurs éléments métalliques de classification :

Catalyseur métallique unique

Désigne un catalyseur avec un seul composant métallique. Par exemple, dans le catalyseur de reformage du platine utilisé pour la première fois dans l'industrie en 1949, le composant actif est un platine métallique unique supporté sur de l'a-alumine contenant du fluor ou du chlore.

Catalyseur multimétallique

Les composants du catalyseur sont composés de deux métaux ou plus. Par exemple, le platine-rhénium et d'autres catalyseurs de reformage de métaux doubles (multiples) supportés sur de l'a-alumine contenant du chlore. Ils ont de meilleures performances que les catalyseurs de reformage précités ne contenant que du platine. Dans ce type de catalyseur, une variété de métaux supportés sur le support peuvent former des amas métalliques binaires ou multi-éléments, de sorte que la dispersion efficace des composants actifs est grandement améliorée. améliorer. Le concept de composés de cluster métallique a d'abord été dérivé de catalyseurs complexes. Lorsqu'il est appliqué à des catalyseurs métalliques solides, on peut considérer qu'il y a plusieurs, des dizaines ou plus d'atomes métalliques regroupés sur la surface du métal. Depuis les années 1970, sur la base de ce concept, un modèle du centre actif des amas métalliques a été proposé pour expliquer le mécanisme de certaines réactions. Dans les catalyseurs multimétaux supportés et non supportés, si un alliage est formé entre les composants métalliques, il est appelé catalyseur d'alliage. Les catalyseurs d'alliages binaires les plus recherchés et appliqués, tels que cuivre-nickel, cuivre-palladium, palladium-argent, palladium-or, platine-or, platine-cuivre, platine-rhodium, etc. L'activité du catalyseur peut être ajustée en ajustant la composition de l'alliage. Certains catalyseurs d'alliage présentent des différences évidentes dans la composition de la surface et de la phase en masse. Par exemple, après avoir ajouté une petite quantité de cuivre au catalyseur au nickel, la structure de surface d'origine du catalyseur au nickel est modifiée en raison de l'enrichissement du cuivre à la surface, hydrogénant ainsi l'éthane. L'activité de lyse diminue rapidement. Les catalyseurs en alliage ont des applications dans l'hydrogénation, la déshydrogénation, l'oxydation, etc.