一、金屬催化劑是什么
金屬催化劑是一類重要(yao)的(de)工業催(cui)(cui)化(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)，是以金屬為主(zhu)(zhu)要(yao)活(huo)性組分的(de)固體催(cui)(cui)化(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)。主(zhu)(zhu)要(yao)是貴(gui)金屬及鐵、鈷、鎳等(deng)過渡元素(su)。金屬催(cui)(cui)化(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)主(zhu)(zhu)要(yao)包括塊(kuai)狀催(cui)(cui)化(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)（如電解銀(yin)催(cui)(cui)化(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)、融鐵催(cui)(cui)化(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)、鉑網催(cui)(cui)化(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)等(deng)）；分散或者負載型的(de)金屬催(cui)(cui)化(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)；金屬互化(hua)(hua)物催(cui)(cui)化(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)；合金催(cui)(cui)化(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)（如Cu-Ni合金加氫催(cui)(cui)化(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)）；金屬簇(cu)狀物催(cui)(cui)化(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)。
二、金屬催化劑有哪些種類
1、按催化劑的活性組分是否負載在載體上分類
（1）非負載型金屬催化劑
指不含載(zai)體的(de)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)催(cui)(cui)化(hua)(hua)劑，按(an)組(zu)成(cheng)又可分(fen)單金(jin)(jin)(jin)屬(shu)和(he)合(he)金(jin)(jin)(jin)兩類。通常以骨(gu)架(jia)(jia)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)催(cui)(cui)化(hua)(hua)劑金(jin)(jin)(jin)屬(shu)、金(jin)(jin)(jin)屬(shu)絲網、金(jin)(jin)(jin)屬(shu)粉(fen)末、金(jin)(jin)(jin)屬(shu)顆粒(li)、金(jin)(jin)(jin)屬(shu)屑片和(he)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)蒸發(fa)(fa)膜等(deng)形式應(ying)用。骨(gu)架(jia)(jia)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)催(cui)(cui)化(hua)(hua)劑，是將(jiang)具催(cui)(cui)化(hua)(hua)活性的(de)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)和(he)鋁或(huo)(huo)硅(gui)制成(cheng)合(he)金(jin)(jin)(jin)，再用氫氧化(hua)(hua)鈉溶液將(jiang)鋁或(huo)(huo)硅(gui)溶解掉，形成(cheng)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)骨(gu)架(jia)(jia)。工(gong)業上最常用的(de)骨(gu)架(jia)(jia)催(cui)(cui)化(hua)(hua)劑是骨(gu)架(jia)(jia)鎳(nie)，1925年由美國(guo)的(de)M.雷尼發(fa)(fa)明，故又稱雷尼鎳(nie)。骨(gu)架(jia)(jia)鎳(nie)催(cui)(cui)化(hua)(hua)劑廣泛(fan)應(ying)用于加氫反應(ying)中。其他骨(gu)架(jia)(jia)催(cui)(cui)化(hua)(hua)劑還有骨(gu)架(jia)(jia)鈷、骨(gu)架(jia)(jia)銅和(he)骨(gu)架(jia)(jia)鐵(tie)等(deng)。典型的(de)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)絲網催(cui)(cui)化(hua)(hua)劑為鉑網和(he)鉑-銠合(he)金(jin)(jin)(jin)網，應(ying)用在(zai)氨化(hua)(hua)氧化(hua)(hua)生產硝化(hua)(hua)的(de)工(gong)藝上。
（2）負載型金屬催化劑
金屬組(zu)分(fen)負載(zai)在載(zai)體上的(de)催(cui)(cui)(cui)化(hua)劑(ji)(ji)，用以提高(gao)金屬組(zu)分(fen)的(de)分(fen)散度(du)和熱(re)穩(wen)定性，使催(cui)(cui)(cui)化(hua)劑(ji)(ji)有合(he)適(shi)的(de)孔結(jie)構、形狀和機械強度(du)。大多數負載(zai)型金屬催(cui)(cui)(cui)化(hua)劑(ji)(ji)是將金屬鹽類溶(rong)液浸(jin)漬(zi)在載(zai)體上，經沉淀轉化(hua)或熱(re)分(fen)解后還(huan)原制得。制備(bei)負載(zai)型金屬催(cui)(cui)(cui)化(hua)劑(ji)(ji)的(de)關鍵之一是控制熱(re)處理和還(huan)原條件
2、按催化劑活性組分是一種或多種金屬元素分類
（1）單金屬催化劑
單金屬(shu)催(cui)(cui)(cui)化(hua)劑指只有一種(zhong)金屬(shu)組(zu)分(fen)(fen)的(de)(de)(de)催(cui)(cui)(cui)化(hua)劑。例如(ru)1949年(nian)工業上首先應用的(de)(de)(de)鉑(bo)(bo)重整催(cui)(cui)(cui)化(hua)劑，活性組(zu)分(fen)(fen)為(wei)單一的(de)(de)(de)金屬(shu)鉑(bo)(bo)負(fu)載在含氟或氯的(de)(de)(de)η-氧化(hua)鋁上。用途如(ru)：銠做催(cui)(cui)(cui)化(hua)劑用于汽(qi)車工業的(de)(de)(de)廢氣(qi)排(pai)放的(de)(de)(de)控(kong)制(zhi)和對于磷配(pei)合物(wu)的(de)(de)(de)合成，加(jia)氫反應和加(jia)氫甲酰化(hua)（即羰基化(hua)）。鉑(bo)(bo)為(wei)催(cui)(cui)(cui)化(hua)劑的(de)(de)(de)接觸法(fa)制(zhi)造硫酸(suan)，鉑(bo)(bo)網催(cui)(cui)(cui)化(hua)劑用于氨氧化(hua)制(zhi)硝酸(suan)等。
（2）多金屬催化劑
催(cui)(cui)化(hua)(hua)劑(ji)中的(de)組分由兩種(zhong)或兩種(zhong)以(yi)上的(de)金屬(shu)(shu)組成(cheng)。例(li)如負載(zai)在(zai)(zai)含氯(lv)的(de)γ-氧化(hua)(hua)鋁上的(de)鉑(bo)-錸等雙（多）金屬(shu)(shu)重整催(cui)(cui)化(hua)(hua)劑(ji)。它們(men)比(bi)前述(shu)僅含鉑(bo)的(de)重整催(cui)(cui)化(hua)(hua)劑(ji)有(you)更優越的(de)性能(neng)，在(zai)(zai)這(zhe)類催(cui)(cui)化(hua)(hua)劑(ji)中，負載(zai)在(zai)(zai)載(zai)體上的(de)多種(zhong)金屬(shu)(shu)可形成(cheng)二元或多元的(de)金屬(shu)(shu)原子(zi)(zi)簇(cu)，使活(huo)性組分的(de)有(you)效分散度大大提高。金屬(shu)(shu)原子(zi)(zi)簇(cu)化(hua)(hua)合物的(de)概念最早是從絡合催(cui)(cui)化(hua)(hua)劑(ji)中來的(de)，將(jiang)其應用到固體金屬(shu)(shu)催(cui)(cui)化(hua)(hua)劑(ji)中，可以(yi)認為金屬(shu)(shu)表面也有(you)幾個(ge)、幾十個(ge)或更多個(ge)金屬(shu)(shu)原子(zi)(zi)聚集成(cheng)簇(cu)。
三、金屬催化劑的優缺點
貴金屬催化(hua)劑的(de)優點(dian)是顯而易見的(de)，主要(yao)包括(kuo)以(yi)下幾點(dian)：
1、應(ying)(ying)用范圍廣(guang)：由于貴(gui)金屬(shu)催化(hua)劑(ji)擁有更(geng)好的化(hua)學(xue)活性，因而能(neng)夠廣(guang)泛(fan)應(ying)(ying)用在化(hua)學(xue)制(zhi)藥、石(shi)油化(hua)工、加氫、脫氫、氧(yang)化(hua)、還原(yuan)、異(yi)構化(hua)、芳構化(hua)、裂化(hua)、合成等反(fan)應(ying)(ying)，在化(hua)工、石(shi)油精制(zhi)、石(shi)油化(hua)學(xue)、醫藥、環(huan)保及(ji)新(xin)能(neng)源等領域。
2、穩(wen)定性(xing)好：貴金屬催化(hua)(hua)劑在多種環境下都能夠穩(wen)定地保持其催化(hua)(hua)特(te)性(xing)，同時(shi)還具(ju)有耐(nai)高溫、抗氧化(hua)(hua)、耐(nai)腐蝕(shi)等(deng)綜(zong)合優良特(te)性(xing)。
3、選擇性能好：針(zhen)對(dui)(dui)(dui)不(bu)同(tong)的(de)應(ying)用場景，貴金屬催化(hua)劑通常只針(zhen)對(dui)(dui)(dui)某(mou)一化(hua)學反(fan)應(ying)起作用，不(bu)會影響到其他(ta)反(fan)應(ying)，降(jiang)低了對(dui)(dui)(dui)整(zheng)個化(hua)學反(fan)應(ying)的(de)干擾。
雖然貴(gui)金屬催化(hua)劑擁有諸(zhu)多優點，同時(shi)在實際應用(yong)過程中受使(shi)用(yong)條件和其(qi)化(hua)學性質影響也導致了(le)其(qi)缺點，主要包括：
1、貴金屬(shu)價(jia)格(ge)(ge)(ge)高導致其(qi)應用(yong)成本高：貴金屬(shu)催化(hua)劑通(tong)常采用(yong)的活性成分為(wei)鉑、鈀、銠等貴金屬(shu)，由于其(qi)稀缺(que)性，導致其(qi)價(jia)格(ge)(ge)(ge)非常高，如，鉑的市場價(jia)格(ge)(ge)(ge)約為(wei)260元(yuan)/克，鈀金的市場價(jia)格(ge)(ge)(ge)為(wei)560無/克，銠的價(jia)格(ge)(ge)(ge)約為(wei)4300元(yuan)/g。這也(ye)就導致了采用(yong)貴金屬(shu)催化(hua)劑的成本比較高。
2、使用不當容易導致催化劑中毒。催化劑中毒指的是催化劑所含的少量雜質，或是強吸附(fu)（多為化學吸附(fu)）在活(huo)性(xing)中(zhong)心上，或是與活(huo)性(xing)中(zhong)心起化學作用(yong)(yong)，變為別的物質，導致(zhi)催(cui)化劑失(shi)去活(huo)性(xing)的現象。如使用(yong)(yong)不當(dang)很容易導致(zhi)催(cui)化劑失(shi)活(huo)。
