铂催化剂的概念

时间：2016-12-05 作者：91再生 来源：91再生网

 

以铂为主要活性组分制成的贵金属催化剂。在铂族金属催化剂 中，铂催化剂的用量最大、应用范围最广。铂催化剂的活性组分可以是单一的铂，也可以是以铂为主，辅以其他贵金属、过渡金属及稀土元素等构成的二元或多元催 化剂。它对加氢、氧化、脱氢及加氢分解反应显示出良好活性。铂催化剂的形态多种多样，有铂黑、胶体铂、金属丝网、PtO2、铂化合物及载体负载铂。工业上大量使用的为载体负载型和金属丝网型。

 

金属丝网型铂网催化剂  主要用于氨氧化制硝酸工业，此外还用于氰氢酸和己内酰胺的制备。为了提高铂网的机械强度及耐高温抗腐蚀性能，实际应用的铂网催化剂通常含3％～10％的 铑。20世纪90年代初，中国昆明贵金属研究所研究开发出新型铂网催化剂，其特点是添加少量稀土元素，使铂网的机械强度及耐高温性能进一步提高。铂网对反 应物料中的杂质很敏感，容易中毒。为防止催化剂中毒，原料气必须严格净化。

 

载体负载型铂催化剂  大量用于石油精制(石油重整)工业及以汽车排气净化为主的环境保护领域。此外，在石油化工等其他部门也有较广的应用。石油重整从1949年开发应用直到1967年双金属催化剂的出现，一直使用Pt/Al2O2催 化剂，铂的含量为O.3％～O.6％。双金属催化剂以铂铼为代表，其特点是在高积炭情况下仍具有较高的活性，同时热稳定性和再生性能良好。20世纪70年 代又出现了以铂为主的多金属重整催化剂。重整催化剂在使用中也有中毒现象，如原料中含的砷、铜或铅的化合物会使铂催化剂永久中毒。通常采用催化加氢处理原 料，以除去有害杂质。

 

汽车排气净化用催化剂分氧化催化剂和还原一氧化催化剂(三元 催化剂，Three—WayCatalyst)两种。70年代大量使用的是氧化催化剂，进入80年代后大量推广应用三元催化剂，到1988年，三元催化剂 已占80％～90％。氧化催化剂以铂或铂钯为活性组分，载体为γ-Al203球或加有γ-Al203。涂层的陶瓷蜂窝体，其功62能是将排气中的有害物CO和Hc转化为CO2和水。三元催化剂以铂铑为活性组分，载体为加有γ-Al203涂层的陶瓷蜂窝，其功能是将排气中的三种有害物(CO、HC和NOx)同时消除，转变为CO2、H2O和N2。为改善三元催化剂的性能，通常添加有CeO2助催化剂。三元催化剂中铑的作用是将NOx还原为N2， 铑含量越高，其性能越佳。由于铑的资源特别稀少，一般三元催化剂中Pt／Rh比为10：1至5：1。汽车催化剂同样有中毒问题。因此，在使用排气净化催化 剂时，应使用无铅汽油。汽车催化剂已成为最大的贵金属催化剂产业。1994年西方国家汽车催化剂耗用铂59.96t，占全部铂耗用量的41.4％；耗用钯 30.54t，占总需求量的19.7％；耗用铑12.25t，占总需求量的90％以上。

 

铂催化剂在燃料电池中作为催化电极已有广泛使用。虽然其用量还不大，但其潜在的需求将会很大。随着人类对低污染乃至无污染能源日趋迫切的要求，燃料电池将可能成为未来最大的耗用铂的领域。
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