一、金屬催化劑是什么
金屬催化劑是(shi)(shi)一類重要的(de)(de)工業催(cui)化(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)(ji)，是(shi)(shi)以金(jin)屬(shu)為主要活(huo)性組分的(de)(de)固(gu)體(ti)催(cui)化(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)(ji)。主要是(shi)(shi)貴金(jin)屬(shu)及鐵(tie)(tie)、鈷(gu)、鎳等過渡元(yuan)素(su)。金(jin)屬(shu)催(cui)化(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)(ji)主要包括塊狀催(cui)化(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)(ji)（如電解銀催(cui)化(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)(ji)、融鐵(tie)(tie)催(cui)化(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)(ji)、鉑(bo)網催(cui)化(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)(ji)等）；分散(san)或者負載型的(de)(de)金(jin)屬(shu)催(cui)化(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)(ji)；金(jin)屬(shu)互化(hua)(hua)物催(cui)化(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)(ji)；合金(jin)催(cui)化(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)(ji)（如Cu-Ni合金(jin)加氫催(cui)化(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)(ji)）；金(jin)屬(shu)簇狀物催(cui)化(hua)(hua)劑(ji)(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
指不含載體(ti)的金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)催(cui)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)，按(an)組成(cheng)又(you)可分單金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)和(he)(he)合(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)兩類(lei)。通常以骨(gu)(gu)(gu)(gu)架(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)催(cui)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)、金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)絲(si)網(wang)、金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)粉末(mo)、金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)顆粒、金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)屑片和(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)蒸發膜等(deng)形式應用(yong)。骨(gu)(gu)(gu)(gu)架(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)催(cui)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)，是將具催(cui)化(hua)(hua)(hua)活性的金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)和(he)(he)鋁或(huo)硅制成(cheng)合(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)，再用(yong)氫氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鈉溶(rong)液將鋁或(huo)硅溶(rong)解掉，形成(cheng)金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)骨(gu)(gu)(gu)(gu)架(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)。工業(ye)上最常用(yong)的骨(gu)(gu)(gu)(gu)架(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)催(cui)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)是骨(gu)(gu)(gu)(gu)架(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)鎳，1925年由美國的M.雷尼(ni)發明，故又(you)稱雷尼(ni)鎳。骨(gu)(gu)(gu)(gu)架(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)鎳催(cui)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)廣泛應用(yong)于(yu)加氫反應中。其他骨(gu)(gu)(gu)(gu)架(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)催(cui)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)還有骨(gu)(gu)(gu)(gu)架(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)鈷(gu)、骨(gu)(gu)(gu)(gu)架(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)銅和(he)(he)骨(gu)(gu)(gu)(gu)架(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)鐵等(deng)。典型的金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)絲(si)網(wang)催(cui)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)為鉑(bo)網(wang)和(he)(he)鉑(bo)-銠(lao)合(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)網(wang)，應用(yong)在氨化(hua)(hua)(hua)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)生產硝化(hua)(hua)(hua)的工藝上。
（2）負載型金屬催化劑
金屬(shu)組分(fen)負載在載體上的(de)(de)催化(hua)劑(ji)，用以提(ti)高金屬(shu)組分(fen)的(de)(de)分(fen)散度和熱(re)穩定性，使催化(hua)劑(ji)有合適的(de)(de)孔結構、形狀和機械強度。大多數負載型金屬(shu)催化(hua)劑(ji)是將金屬(shu)鹽類溶液浸漬在載體上，經沉(chen)淀轉化(hua)或熱(re)分(fen)解后還原制得。制備負載型金屬(shu)催化(hua)劑(ji)的(de)(de)關鍵之一是控制熱(re)處理和還原條(tiao)件(jian)
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)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)指只有(you)一(yi)種(zhong)金屬(shu)組分的(de)催(cui)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)。例如1949年(nian)工業上首先應用(yong)的(de)鉑重整催(cui)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)，活性組分為(wei)單一(yi)的(de)金屬(shu)鉑負載在含氟(fu)或氯的(de)η-氧化(hua)(hua)(hua)鋁上。用(yong)途如：銠(lao)做(zuo)催(cui)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)用(yong)于(yu)汽車工業的(de)廢氣排放(fang)的(de)控制和對于(yu)磷配合(he)物(wu)的(de)合(he)成，加氫(qing)(qing)反應和加氫(qing)(qing)甲酰化(hua)(hua)(hua)（即羰基化(hua)(hua)(hua)）。鉑為(wei)催(cui)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)的(de)接觸法(fa)制造硫酸，鉑網催(cui)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)用(yong)于(yu)氨氧化(hua)(hua)(hua)制硝酸等。
（2）多金屬催化劑
催(cui)化(hua)(hua)劑(ji)(ji)中的(de)(de)(de)組分(fen)由兩種或(huo)(huo)兩種以上的(de)(de)(de)金(jin)(jin)屬(shu)組成。例如負(fu)載在(zai)含氯的(de)(de)(de)γ-氧化(hua)(hua)鋁(lv)上的(de)(de)(de)鉑(bo)-錸等雙(shuang)（多(duo)(duo)）金(jin)(jin)屬(shu)重(zhong)整(zheng)催(cui)化(hua)(hua)劑(ji)(ji)。它們比前述(shu)僅含鉑(bo)的(de)(de)(de)重(zhong)整(zheng)催(cui)化(hua)(hua)劑(ji)(ji)有(you)更(geng)優(you)越的(de)(de)(de)性(xing)能，在(zai)這類(lei)催(cui)化(hua)(hua)劑(ji)(ji)中，負(fu)載在(zai)載體上的(de)(de)(de)多(duo)(duo)種金(jin)(jin)屬(shu)可形成二元或(huo)(huo)多(duo)(duo)元的(de)(de)(de)金(jin)(jin)屬(shu)原子簇(cu)，使活性(xing)組分(fen)的(de)(de)(de)有(you)效分(fen)散度大大提高。金(jin)(jin)屬(shu)原子簇(cu)化(hua)(hua)合物的(de)(de)(de)概(gai)念最早(zao)是從絡合催(cui)化(hua)(hua)劑(ji)(ji)中來的(de)(de)(de)，將其應用到固體金(jin)(jin)屬(shu)催(cui)化(hua)(hua)劑(ji)(ji)中，可以認為金(jin)(jin)屬(shu)表(biao)面也有(you)幾個(ge)、幾十個(ge)或(huo)(huo)更(geng)多(duo)(duo)個(ge)金(jin)(jin)屬(shu)原子聚集(ji)成簇(cu)。
三、金屬催化劑的優缺點
貴金(jin)屬催化(hua)劑的(de)優點是顯(xian)而(er)易見(jian)的(de)，主(zhu)要包括以(yi)下幾點：
1、應用范(fan)圍(wei)廣(guang)：由于貴金屬(shu)催化劑擁有更好的化學活性，因而(er)能夠廣(guang)泛(fan)應用在化學制藥、石(shi)油化工、加氫、脫氫、氧(yang)化、還原、異構化、芳構化、裂(lie)化、合(he)成等(deng)(deng)反應，在化工、石(shi)油精(jing)制、石(shi)油化學、醫藥、環保及新能源等(deng)(deng)領域。
2、穩定(ding)性好(hao)：貴金屬催化劑在多種環境(jing)下都能夠穩定(ding)地保持(chi)其(qi)催化特性，同時還具有耐高溫、抗氧化、耐腐蝕(shi)等綜合優良特性。
3、選擇性能好：針對(dui)(dui)不同的(de)應用場(chang)景，貴金屬催化劑通常只針對(dui)(dui)某一化學反(fan)(fan)應起作用，不會影響(xiang)到其他反(fan)(fan)應，降低了對(dui)(dui)整個化學反(fan)(fan)應的(de)干擾。
雖然貴(gui)金屬(shu)催化劑擁(yong)有諸多優點，同(tong)時在實際應用過程中受使用條(tiao)件和其化學性質(zhi)影響也導致(zhi)了其缺點，主要包括：
1、貴金(jin)屬價(jia)(jia)格(ge)高(gao)導(dao)(dao)致其(qi)應用成本(ben)高(gao)：貴金(jin)屬催化(hua)劑(ji)通常采用的(de)(de)活性成分(fen)為(wei)鉑、鈀、銠等貴金(jin)屬，由于(yu)其(qi)稀缺性，導(dao)(dao)致其(qi)價(jia)(jia)格(ge)非常高(gao)，如，鉑的(de)(de)市場價(jia)(jia)格(ge)約為(wei)260元(yuan)/克(ke)，鈀金(jin)的(de)(de)市場價(jia)(jia)格(ge)為(wei)560無(wu)/克(ke)，銠的(de)(de)價(jia)(jia)格(ge)約為(wei)4300元(yuan)/g。這(zhe)也就導(dao)(dao)致了采用貴金(jin)屬催化(hua)劑(ji)的(de)(de)成本(ben)比較高(gao)。
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(de)少量雜質，或(huo)是(shi)強吸附(fu)（多(duo)為化(hua)學吸附(fu)）在(zai)活(huo)性中(zhong)心(xin)上(shang)，或(huo)是(shi)與活(huo)性中(zhong)心(xin)起(qi)化(hua)學作用，變為別的(de)物質，導致(zhi)催(cui)化(hua)劑(ji)失去活(huo)性的(de)現象。如使用不當很容易導致(zhi)催(cui)化(hua)劑(ji)失活(huo)。
