一、金屬催化劑是什么

金屬催化劑是一類重要的工業(yè)催化劑，是以金屬為主要活性組分的固體催化劑。主要是貴金屬及鐵、鈷、鎳等過(guò)渡元素。金屬催化劑主要包括塊狀催化劑（如電解銀催化劑、融鐵催化劑、鉑網(wǎng)催化劑等）；分散或者負(fù)載型的金屬催化劑；金屬互化物催化劑；合金催化劑（如Cu-Ni合金加氫催化劑）；金屬簇狀物催化劑。

二、金屬催化劑有哪些種類

1、按催化劑的活性組分是否負(fù)載在載體上分類

（1）非負(fù)載型金屬催化劑

指不含載體的金屬催化劑，按組成又可分單金屬和合金兩類。通常以骨架金屬催化劑金屬、金屬絲網(wǎng)、金屬粉末、金屬顆粒、金屬屑片和金屬蒸發(fā)膜等形式應(yīng)用。骨架金屬催化劑，是將具催化活性的金屬和鋁或硅制成合金，再用氫氧化鈉溶液將鋁或硅溶解掉，形成金屬骨架。工業(yè)上最常用的骨架催化劑是骨架鎳，1925年由美國(guó)的M.雷尼發(fā)明，故又稱雷尼鎳。骨架鎳催化劑廣泛應(yīng)用于加氫反應(yīng)中。其他骨架催化劑還有骨架鈷、骨架銅和骨架鐵等。典型的金屬絲網(wǎng)催化劑為鉑網(wǎng)和鉑-銠合金網(wǎng)，應(yīng)用在氨化氧化生產(chǎn)硝化的工藝上。

（2）負(fù)載型金屬催化劑

金屬組分負(fù)載在載體上的催化劑，用以提高金屬組分的分散度和熱穩(wěn)定性，使催化劑有合適的孔結(jié)構(gòu)、形狀和機(jī)械強(qiáng)度。大多數(shù)負(fù)載型金屬催化劑是將金屬鹽類溶液浸漬在載體上，經(jīng)沉淀轉(zhuǎn)化或熱分解后還原制得。制備負(fù)載型金屬催化劑的關(guān)鍵之一是控制熱處理和還原條件

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

單金屬催化劑指只有一種金屬組分的催化劑。例如1949年工業(yè)上首先應(yīng)用的鉑重整催化劑，活性組分為單一的金屬鉑負(fù)載在含氟或氯的η-氧化鋁上。用途如：銠做催化劑用于汽車工業(yè)的廢氣排放的控制和對(duì)于磷配合物的合成，加氫反應(yīng)和加氫甲?；呆驶?。鉑為催化劑的接觸法制造硫酸，鉑網(wǎng)催化劑用于氨氧化制硝酸等。

（2）多金屬催化劑

催化劑中的組分由兩種或兩種以上的金屬組成。例如負(fù)載在含氯的γ-氧化鋁上的鉑-錸等雙（多）金屬重整催化劑。它們比前述僅含鉑的重整催化劑有更優(yōu)越的性能，在這類催化劑中，負(fù)載在載體上的多種金屬可形成二元或多元的金屬原子簇，使活性組分的有效分散度大大提高。金屬原子簇化合物的概念最早是從絡(luò)合催化劑中來(lái)的，將其應(yīng)用到固體金屬催化劑中，可以認(rèn)為金屬表面也有幾個(gè)、幾十個(gè)或更多個(gè)金屬原子聚集成簇。

三、金屬催化劑的優(yōu)缺點(diǎn)

貴金屬催化劑的優(yōu)點(diǎn)是顯而易見(jiàn)的，主要包括以下幾點(diǎn)：

1、應(yīng)用范圍廣：由于貴金屬催化劑擁有更好的化學(xué)活性，因而能夠廣泛應(yīng)用在化學(xué)制藥、石油化工、加氫、脫氫、氧化、還原、異構(gòu)化、芳構(gòu)化、裂化、合成等反應(yīng)，在化工、石油精制、石油化學(xué)、醫(yī)藥、環(huán)保及新能源等領(lǐng)域。

2、穩(wěn)定性好：貴金屬催化劑在多種環(huán)境下都能夠穩(wěn)定地保持其催化特性，同時(shí)還具有耐高溫、抗氧化、耐腐蝕等綜合優(yōu)良特性。

3、選擇性能好：針對(duì)不同的應(yīng)用場(chǎng)景，貴金屬催化劑通常只針對(duì)某一化學(xué)反應(yīng)起作用，不會(huì)影響到其他反應(yīng)，降低了對(duì)整個(gè)化學(xué)反應(yīng)的干擾。

雖然貴金屬催化劑擁有諸多優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中受使用條件和其化學(xué)性質(zhì)影響也導(dǎo)致了其缺點(diǎn)，主要包括：

1、貴金屬價(jià)格高導(dǎo)致其應(yīng)用成本高：貴金屬催化劑通常采用的活性成分為鉑、鈀、銠等貴金屬，由于其稀缺性，導(dǎo)致其價(jià)格非常高，如，鉑的市場(chǎng)價(jià)格約為260元/克，鈀金的市場(chǎng)價(jià)格為560無(wú)/克，銠的價(jià)格約為4300元/g。這也就導(dǎo)致了采用貴金屬催化劑的成本比較高。

2、使用不當(dāng)容易導(dǎo)致催化劑中毒。催化劑中毒指的是催化劑所含的少量雜質(zhì)，或是強(qiáng)吸附（多為化學(xué)吸附）在活性中心上，或是與活性中心起化學(xué)作用，變?yōu)閯e的物質(zhì)，導(dǎo)致催化劑失去活性的現(xiàn)象。如使用不當(dāng)很容易導(dǎo)致催化劑失活。