金属催化剂的研究进展
负载型金属催化剂原子级表征及研究进展
-~>""^#研究与讨论於负载型金属催化剂原子级表征及研究进展白羽％满毅柳颖杜雪丽"中国石油化工股份有限公司北京化工研究院分析研究所，北京100013)摘要：负载型金属催化剂具有选择性高、活性高、稳定性高、腐蚀性小、可重复利用的特点，这些性能与催化剂结构存在很大关系°基于对负载型金属催化剂结构和作用机理的深入研究,本文介绍了几种负载型金属催化剂的原子级表征技术。
主要归纳了几种表征技术的适用范围、不同表征数据的分析。
通过这些表征技术以及多种技术的融合使用，为最终实现催化剂的实际工业价值提供可能性°关键词：负载型金属催化剂原子级表征DOI：10.3969/j.issn.1001—232x.2021.02.010Atomic characterization technology and research progress of supported metal catalysts.Bai Yu%,ManYi#Liu Ying#Du Xueii(Analytical Research Division#Beijing Research Institute of Chemical Industry#Beijing100013#China)Abstract：Thesupported metalcatalysthasthecharacteristicsofhighselectivity#highactivity#high stability#low corrosiveness and reusability#which are closely related to the structure of the catalyst. Basedonin-depthstudyofthestructureandmechanism#severalatomiccharacterizationtechniquesofsup-ported metalcatalystsareintroduced.Thispapermainlysummarizestheapplicationscopeofcharacteriza-tion techniques and the analysis ofdi f erentcharacterization data.Through thecombination ofthese characterizationtechniquesand various techniques#it is possible to realize the industrial value ofthe catalyst.Key words:Supported metal catalysts$Atomic level$Characterization1引言随着社会的不断进步和科技的飞速发展，催化剂在人们日常生活中的地位显著提高，尤其在与人们生活息息相关的领域，例如石油冶炼「1、有机合成"*、环境污染的防治⑶等方面，化工产品数量和质量的提高也意味着对催化剂要求的不断提高’负载型金属催化剂在化学反应中只降低反应的活化能,不改变其在反应前后的种类和数量的属性,使得这种催化剂在化工行业中起到至关重要的作用4,例如乙烘的选择性加氢制乙烯反应）5*、水汽转化反应6、催化脱氢反应7等’负载型金属催化剂主要由载体和金属化合物配合而成’这种催化剂具有选择性高、活性高、稳定性高、腐蚀性小的特点，并且可以重复利用）89*'这些性能与催化剂结构也有很大关系’为了探究其性能和结构的关系，则需要通过多种表征手段分析’传统的表征方法目前能对不同种催化体系得到较好的剖析，例如场发射扫描电镜（SEM）可以探究催化剂的表面形貌和大小）10*,X射线光电子能谱（XPS）可以探究负载催化剂表面的化学状态⑴*。
poe 镍金属催化剂
poe 镍金属催化剂【引言】在聚合物催化剂领域，POE（聚烯烃弹性体）镍金属催化剂备受关注。
这种催化剂具有优异的催化性能和环保特性，已成为我国研究的热点。
本文将对POE镍金属催化剂的性质、应用领域、我国研究进展等方面进行详细介绍。
【POE镍金属催化剂的性质与特点】POE镍金属催化剂具有以下特点：活性高、选择性好、寿命长、抗毒性能力强。
这些性质使得POE镍金属催化剂在催化过程中具有较高的效率，同时有利于提高POE的性能。
【POE镍金属催化剂的应用领域】镍金属催化剂广泛应用于POE的制备和生产过程中，主要包括：1）催化剂载体；2）催化剂活性组分；3）催化剂制备方法。
【我国POE镍金属催化剂的研究进展】近年来，我国在POE镍金属催化剂研究方面取得了显著成果。
研究内容包括催化剂的合成、性能研究、应用技术等。
此外，我国还针对POE镍金属催化剂的关键技术进行了攻关，取得了一系列突破。
【镍金属催化剂在POE制备过程中的优势】在POE制备过程中，镍金属催化剂具有以下优势：1）催化效率高，生产成本降低；2）活性组分分布均匀，催化剂性能稳定；3）抗毒性能力强，有利于提高POE性能。
【镍金属催化剂在POE应用中的优势】镍金属催化剂在POE应用中也具有明显优势：1）优异的力学性能；2）良好的耐磨性能；3）环保性能突出。
这些优势使得POE镍金属催化剂在实际应用中具有广泛的市场前景。
【镍金属催化剂的发展前景与挑战】随着我国对环保、节能和高性能材料的关注，POE镍金属催化剂的发展前景十分广阔。
然而，催化剂的研究仍面临一些挑战，如活性组分分散度、催化剂稳定性等方面的问题。
【结论】总之，POE镍金属催化剂作为一种高性能、环保型催化剂，在我国已取得了一定的研究进展。
铂族金属催化剂用于有机合成反应的研究进展
铂族金属催化剂用于有机合成反应的研究进展金属催化合成是一种强有力的有机合成方法，已被广泛应用于有机合成的各个领域。
铂族金属催化剂是一类重要的金属催化剂，由于其优异的催化效果和广泛的适用范围，在有机合成反应中受到了广泛的关注和研究。
本文将介绍铂族金属催化剂用于有机合成反应的研究进展。
一、铂族金属催化剂的分类铂族金属催化剂包括铂、钯、铑、钌、铱等五种金属催化剂。
其中，钯催化剂是使用最广泛的一类，其次是铑、铂、钌和铱。
二、铂族金属催化剂的合成铂族金属催化剂的合成方法多种多样，一般分为以下几类：1. 先进的催化剂合成方法先进催化剂合成方法包括单分散自支撑的纳米催化剂以及均一化学物质合成的催化剂。
这种方法可以制备出高效、选择性高的催化剂。
2. 特殊合成法特殊合成法包括共沉淀法、微波合成法、热分解法、光化学合成法等。
三、铂族金属催化剂在有机合成反应中的应用铂族金属催化剂广泛应用于质子化反应、碳碳键的形成反应、还原和氧化反应、氢化反应、异构化反应、选定的有机合成反应等众多领域。
1. 质子化反应铂族金属催化剂可以在加氢作用下，促进烯烃的质子化反应，使其形成烷基化产物。
这种方法既可以用于众多化学反应如18-烷化反应、构建手性中心等的化学反应。
这种反应可以通过手性配体的引入来使反应产生相应的手性产物，具有巨大的应用潜力。
2. 碳碳键的形成反应铂族金属催化剂可以促进碳碳键形成反应，形成碳-碳键。
例如，钯催化剂、铂催化剂、铑催化剂、钌催化剂等都可以作为碳碳键形成反应的催化剂，可以用于寻找新的有机反应途径。
3. 还原和氧化反应钯催化剂和铂催化剂在还原和氧化反应中有重要的应用。
例如，钯催化还原已被广泛用于苯环和噻吩环上的卤素化合物的还原，铂催化氧化已被广泛用于醇和酚的氧化。
4. 氢化反应铂族金属催化剂还被广泛用于氢化反应，铱催化剂和钯催化剂在炔烃和叠氮化合物的氢化反应中使用最广泛。
5. 异构化反应钌催化剂则在苯环和噻吩环上的的氢化反应中适用最广，称为酰胺烯异构化反应。
金属氧化物催化剂的研究与应用
金属氧化物催化剂的研究与应用催化剂可以加速化学反应的过程，并且也可以降低反应所需的能量，这在很多工业和生产过程中都扮演了非常重要的角色。
其中，金属氧化物催化剂因为其稳定性和高效性在许多领域受到了广泛应用。
本文将介绍金属氧化物催化剂的研究和应用，以及其在环保、能源、化工和医药方面的应用前景。
一、研究进展研究表明，金属氧化物催化剂主要由两部分组成：金属氧化物和载体。
而其效率、活性和稳定性的提高与催化剂所用的金属氧化物和载体的性质有密切关系。
可以通过调整金属氧化物和载体的结构、成分和形貌等方面来改善催化剂的性能。
在研究中，一些新型的金属氧化物催化剂的应用也不断发展。
例如，贵金属复合氧化物的催化性能明显优于单贵金属氧化物，因此在催化剂研究和应用中也受到了极高的关注。
此外，一些基于稳定金属氧化物的绿色催化剂也得到了广泛的研究和应用，它们可以有效减少化工反应中的毒性物质和有害物质的排放，并且可以使过程更加环保和高效。
二、应用领域1.环保在环保方面，金属氧化物催化剂可以在废气处理、液体废弃物处理和水污染治理等方面发挥重要作用。
例如，V2O5/SiO2 催化剂可以将吸附在颗粒物上的有机物物质重新转化为可被生物降解的物质，从而有效改善城市空气质量。
此外，一些含氧、氮和硫等的有机物质在金属氧化物催化剂的作用下可以快速氧化降解，降解率可达90%以上。
2.能源在能源领域，一些金属氧化物催化剂已经被应用于燃料电池和太阳能电池等方面。
例如，二氧化锰和三氧化铁的电子传输能力极强，可以有效提高锂离子电池的容量和循环性能。
此外，钛酸锂和二氧化钛等金属氧化物材料在光催化领域也具有很高的应用价值，它们可以将太阳能转化为可用于制氢和发电等领域的化学能。
3.化工在化工领域，金属氧化物催化剂可以用于高分子合成、石油化工和有机合成等方面，从而提高产品的纯度和加工效率。
例如，钛酸锂催化剂可以促进环氧树脂的交联反应，提高其热稳定性和耐化学腐蚀性。
贵金属催化剂的应用研究进展
贵金属催化剂的应用研究进展一、本文概述贵金属催化剂，以其独特的催化性能和广泛的应用领域，一直是化学催化领域的研究热点。
随着科学技术的不断发展，贵金属催化剂的应用研究进展日益受到人们的关注。
本文旨在全面概述贵金属催化剂的应用研究进展，包括其基本原理、应用领域、制备方法以及未来的发展趋势。
通过对相关文献的综述和整理，本文旨在为研究者提供一个全面、深入的贵金属催化剂应用研究的参考，推动该领域的发展。
本文将简要介绍贵金属催化剂的基本概念和催化原理，为后续研究提供理论基础。
本文将重点综述贵金属催化剂在各个应用领域的研究进展，如石油化工、环境保护、能源转化等。
随后，本文将探讨贵金属催化剂的制备方法，包括传统的物理法和化学法，以及新兴的纳米制备技术等。
本文将展望贵金属催化剂未来的发展趋势，包括催化剂的改性、复合催化剂的研发以及催化剂的再生利用等。
通过本文的综述，我们期望能够为贵金属催化剂的应用研究提供有益的参考，推动该领域的技术进步和创新发展。
二、贵金属催化剂的制备技术贵金属催化剂的制备技术是影响其催化性能和应用效果的关键因素。
近年来，随着纳米技术、物理化学和表面科学的快速发展，贵金属催化剂的制备方法也在不断创新和优化。
物理法是一种传统的贵金属催化剂制备方法，包括蒸发冷凝法、溅射法、离子交换法等。
这些方法能够制备出高纯度的贵金属催化剂，但其设备成本高、工艺复杂，且制备过程中容易引入杂质，影响催化剂的活性。
化学法是目前制备贵金属催化剂最常用的方法，包括浸渍法、共沉淀法、溶胶-凝胶法等。
这些方法可以通过控制反应条件，调节催化剂的组成和结构，从而优化其催化性能。
例如，浸渍法可以通过将载体浸渍在含有贵金属离子的溶液中，再通过还原剂将贵金属离子还原为金属颗粒，从而制备出负载型贵金属催化剂。
共沉淀法则可以通过将贵金属盐和载体前驱体共同沉淀，再经过热处理和还原，得到具有特定结构和组成的贵金属催化剂。
还有一些新兴的制备方法，如微波辅助法、超声辅助法、光化学法等。
210978596_金属钯催化剂研究进展
I ndustry development行业发展金属钯催化剂研究进展孟志宇摘要：本文分析了当前金属钯催化剂应用包括氢化反应和氧化反应。
综述了国内外钯催化剂研制情况。
指出未来钯催化剂发展是向石墨烯、低成本纳米二氧化钛为载体的催化剂研制。
关键词：钯催化剂；浸渍法；TiO2；活性炭；模型钯是一种稀有贵金属，底壳中含量约为0.0006ppm，在航空、航天、核能等高科技领域中是不可缺少材料。
此外钯还用于制备催化剂，被广泛应用到汽车尾气净化、石油精炼等领域。
1 金属钯催化剂应用1.1 氢化反应石油领域中氢化反应是指在反应过程中加入氢原子的，进而生产其它化工原料，例如生产醋酸乙烯。
钯在加氢中发挥了重要作用，可以在覆盖范围之内，帮助内部离子分化，形成网状的碳元素，此时的金属钯内部处于二维结构，自身具有良好的催动作用。
随后，在金属钯中加入石墨烯中和反应，表面会出现一层羧基，促使钯与二亚乙基三胺逐渐融合，产生缩反应。
为后续的氢化处理营造反应环境。
此类研究主要有几类具有代表性的结果：（1）钯催化剂在邻氯硝基苯中加氢研究，分析表明钯催化剂在邻氯硝基苯加氢中催化活性比较高，但容易脱氯生成苯胺，影响钯应用。
为解决该难题，近年来发展了单钯催化剂和双金属钯催化剂，这些催化剂能够提高钯催化产品质量。
（2）多级孔Al2O3负载钯催化剂制备及加氢性能。
以聚甲基丙烯酸单脂为模板剂，使用胶体晶体模板制备出Al2O3载体，使用浸渍方法制备出钯催化剂。
研究结果表明制备的钯催化剂是一种三维有序相通大孔结构，表面积达到100.845m2/g，应用到对苯乙烯加氢中活性TOF值达到0.56s-1。
以PdCl2为前驱体，Al2O3为载体，使用浸渍方制备出蒽醌加氢流化床Pd/Al2O3催化剂，将该催化剂应用到蒽醌加氢中。
此时蒽醌内部存在的金属钯与自身的硅元素处于稳定均衡的运动状态，活性较强。
在测定材料之中，加入溴代芳烃、氯代芳烃与苯小的钯核几种元素后，观测此时金属钯的定向反应，一旦出现偶联反应，则表明所测定的金属钯被催化，内部的离子不断聚集，形成稳定的反应空间。
有机合成中的金属催化反应研究进展
有机合成中的金属催化反应研究进展有机合成是一门极其重要的化学学科，它是用于制备基础化合物、添加剂、催化剂、药物等大量有机化合物的学科。
与传统的常规有机合成方法相比，金属催化反应作为一种高效且环保的有机化合物制备方法，近年来得到了广泛应用。
本文将从金属催化反应机理的解析、金属催化剂的研究进展、金属催化反应在有机合成中的应用等方面综合探讨有机合成中的金属催化反应研究进展。
一、金属催化反应机理的解析金属催化反应机理指的是在特定的催化剂作用下，无机物或有机物能够发生化学反应。
金属催化反应机理包括配位结构、配体效果和反应动力学等方面的研究。
1. 配位结构金属催化剂由金属原子和配体构成，其中金属原子是反应中心，配体扮演辅助和稳定反应中心的角色。
不同的配体对反应活性、反应选择性及催化剂稳定性均产生重要影响。
2. 配体效应配体是影响金属催化剂选择性和反应活性的重要因素。
不同配体在反应体系中具有不同的电子性质、空间位阻及反应中心的性质，具有很大的影响。
3. 反应动力学反应动力学研究主要包括催化剂与底物反应，以及反应过程中中间体的性质和作用等方面。
反应动力学研究对于反应条件的优化，催化剂的选择和设计等都具有重要意义。
二、金属催化剂的研究进展金属催化剂是金属有机化学研究中的重要组成部分。
目前，常用的催化剂主要包括钯、铂、铑、铜、钼、铁等金属。
1. 钯催化剂钯催化反应已成为有机合成领域的研究热点。
钯催化合成芳香化合物、脂肪族化合物、螺环化合物等已有了重要进展。
尤其是钯催化的交叉偶联反应、氨基甲酸酯基烷基化反应、催化升格等反应具有广泛的应用前景。
2. 铂催化剂铂催化反应广泛应用于有机合成和生物医药领域。
铂催化的烯烃同分异构化、有机合成中的糖苷化反应、DNA连接反应等已取得了重要进展。
3. 铑催化剂铑是一种高效的催化剂，在不对称催化剂的合成和应用中具有广泛的应用前景。
铑催化的孪晶化、精细化学品和生理活性物质的合成等领域取得了重要进展。
我对金属载体催化剂的研究进展的认识和感悟
金属载体催化剂的研究进展同传统载体催化剂相比，金属载体催化剂由于具有以下的优良性能而受到广大研究人员的注意：(1)金属载体的壁厚可以降低到0.04mm左右，大大增加其有效截面，从而减低阻力；(2)金属载体具有较大的几何表面积，在获得相同净化性能的条件下可节约贵金属的用量；(3)金属载体具有良好的延展性，可以按照任意形状加工制造；(4)金属载体具有良好的热传导性，可以快速地将热量传递，从而达到启动温度或将热量散发。
自20世纪80年代以来，世界各国对金属载体催化剂在理论上和应用上进行了大量的研究，并取得了重大进展。
本文现对其研究和应用进展作一综述.1载体的表面处理到目前为止，Ti、Al、Ni、Fe-Cr-Al、不锈钢等几种金属和合金被广泛地研究，从加工性能和未来发展等综合考虑，Ti和Fe-Cr-Al合金的应用前景最为广泛，已有的金属载体研究也多是围绕Ti和Fe-Cr-Al合金进行。
以下主要对Ti和Fe-Cr-Al合金的表面处理加以介绍。
1.1Ti合金的表面处理Ti合金在使用前，一般进行超声震荡、酸洗、喷砂等表面处理。
超声震荡主要消除载体表面的油污，酸洗和喷砂是为了在表面形成大量的新增孔，用于提高金属载体与涂覆层的结合力。
酸洗的溶液主要有CH3COOH、H2SO4、HF-HCl和HF-HNO3等。
在酸洗过程中，需要增强酸洗液的流动性，以防形成点腐蚀。
钛表面的喷砂处理一般选用白刚玉进行，压力控制在0.45MPa以下，否则容易在钛表面形成氧化铝的二次污染。
1.2Fe-Cr-Al合金的表面处理Fe-Cr-Al合金在使用前，通常进行高温氧化。
经高温氧化后，会在表面形成一层厚度约为1μm～2μm的α-Al2O3晶须(见图1)，为下一步的负载活性溶液涂覆提供了大量的机械锚接点，大大改善了涂覆层与金属载体的结合性[1]。
为了进一步提高活性组分的分散度和利用率，通常在Fe-Cr-Al合金表面负载一层大约厚度为50μm的γ-Al2O3，然后再将活性组分负载在γ-Al2O3内。
负载型金属催化剂的研究进展
负载型金属催化剂的研究进展一、本文概述负载型金属催化剂，作为一种重要的催化剂类型，在化工、能源、环保等领域具有广泛的应用。
近年来，随着科学技术的不断发展，负载型金属催化剂的研究取得了显著的进展。
本文旨在全面综述负载型金属催化剂的研究现状和发展趋势，包括催化剂的制备方法、活性组分与载体之间的相互作用、催化性能的优化与调控等方面。
通过总结近年来的研究成果，本文旨在为相关领域的研究人员提供有价值的参考，推动负载型金属催化剂的进一步发展和应用。
本文将介绍负载型金属催化剂的基本概念、分类及其在各个领域的应用背景。
随后，重点讨论催化剂的制备方法，包括物理法、化学法以及新兴的纳米技术制备法等。
接着，本文将深入剖析活性组分与载体之间的相互作用机制，探讨其对催化剂性能的影响。
在此基础上，本文将总结催化剂性能优化与调控的策略，包括催化剂组成、结构、形貌等方面的调控。
本文将展望负载型金属催化剂的未来发展趋势，探讨其在新能源、环保等领域的应用前景。
通过本文的阐述，希望能够为相关领域的研究人员提供全面、深入的了解，为推动负载型金属催化剂的研究与应用提供有益的借鉴。
二、负载型金属催化剂的制备技术负载型金属催化剂的制备技术是影响其催化性能的关键因素之一。
随着科学技术的不断发展，负载型金属催化剂的制备方法也在不断创新和完善。
目前，常见的负载型金属催化剂制备技术主要包括浸渍法、离子交换法、共沉淀法、溶胶-凝胶法、化学气相沉积法等。
浸渍法是一种简单易行的制备方法，通过将载体浸渍在含有金属离子的溶液中，然后通过热处理使金属离子还原为金属颗粒并沉积在载体表面。
这种方法操作简便，但金属颗粒的分布和大小控制较为困难。
离子交换法是利用载体表面的离子交换性质，将金属离子交换到载体表面，然后通过热处理使金属离子还原为金属颗粒。
这种方法可以得到高度分散的金属颗粒，但制备过程中需要控制离子交换的条件和热处理温度。
共沉淀法是将金属盐和载体共同沉淀，然后通过热处理使金属离子还原为金属颗粒。
铂族金属催化剂的研究进展
铂族金属催化剂的研究进展催化剂是化学反应中的重要角色，可用于加速化学反应，节约反应能量和化学品，减少反应副产物的产生。
铂族金属催化剂是一类常用的催化剂，其在有机合成、环保化学、能源领域等方面的应用十分广泛。
本文将从铂族金属催化剂的定义、类型以及研究进展等方面进行探讨。
一、铂族金属催化剂的定义与特点铂族金属催化剂是指以铂、钯、铑、钌、铱、铍等元素为催化剂，可促进化学反应的产生，并能在反应结束后自身再次升级，以便进行下一轮的反应。
其最主要的特点是反应活性高、选择性强、寿命长和催化速率快。
二、铂族金属催化剂的类型根据铂族金属催化剂的组成和用途，可分为贵金属催化剂、非贵金属催化剂和协同催化剂三种类型。
1.贵金属催化剂贵金属催化剂是指使用铂、钯、铑、钌、铱等贵金属制成的催化剂。
这些催化剂具有良好的反应活性和选择性，应用领域非常广泛，如汽车尾气处理、石油加工等。
然而，贵金属催化剂价格较高，仅能在特殊的场合和需要高度稳定反应的场合中使用。
2.非贵金属催化剂非贵金属催化剂是指使用铁、镍、钴、钨等非贵金属制成的催化剂。
这种催化剂不仅具有贵金属催化剂的优点，还具有低成本的优势。
随着技术的不断创新和进步，非贵金属催化剂在电催化、光催化等方面有着非常广泛的应用前景。
3.协同催化剂协同催化剂是指铂族金属和其他未能达到催化反应标准的催化剂共同起作用时的催化剂。
相比贵金属催化剂和非贵金属催化剂，协同催化剂的反应活性和选择性更好。
三、近年来，随着新材料和新技术的不断涌现，铂族金属催化剂研究领域也取得了不少进展。
1.氧还原反应催化剂氧还原反应是指氧气与还原剂进行反应，通过电子传递将化学能转化为电能。
氧还原反应催化剂特别适用于燃料电池、电化学传感器和电化学储能等领域。
近年来，研究人员发现，通过对铂族金属表面修饰，可以优化铂族金属催化剂的活性和选择性，从而提高氧还原催化反应的效率和催化剂的寿命。
2.有机氧化和加氢反应催化剂有机氧化和加氢反应是有机化学合成领域中比较重要的反应类型，可用于生产医药、化妆品、香料等高附加值的产品。
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金属催化剂的研究进展1前言催化技术作为现代化学工业的基础，正日益广泛和深入地渗透于石油炼制、化学、高分子材料、医药等工业以及环境保护产业中，起着举足轻重的作用。
长期以来，工业上使用的传统催化剂往往存在着活性低、选择性差等缺点，同时常需要高温、高压等苛刻的反应条件，且能耗大，效率低，不少还对环境造成污染。
为此人们在不断努力探索和研究新的高效的环境友好的绿色催化剂[1]。
本文重点讲解金属催化剂的作用机理，以及金属催化剂在甲醇气相羰基化合成碳酸二甲酯的应用、茂金属催化剂的应用以及金属催化剂在乙烯环氧化合成环氧乙烷的应用。
2金属催化剂的作用机理2.1 金属催化剂的吸附作用众所周知，吸附是非均相催化过程中重要的环节，过渡金属能吸附O2、C2H4、C2H2、CO、H2、CO2、N2等气体，强化学吸附能力与过渡金属的特性有关，是因为过渡金属最外层电子层中都具有d空轨道或不成对d电子，容易与气体分子形成化学吸附键，吸附活化能较小，能吸附大部分气体，需主要的是d轨道半充满或者全充满，较稳定，不易与气体分子形成化学吸附键。
由此可知，过渡金属的外层电子结构和d轨道对气体的化学吸附起决定作用，有空穴的d轨道的金属对气体有较强的化学吸附能力，而没有d轨道的金属对气体几乎没有化学吸附能力，由多相催化理论，不能与反应物气体分子形成化学吸附的金属不能作催化剂的活性组分。
催化反应中，金属催化剂先吸附一种或多种反应物分子，从而使后者能够在金属表面上发生化学反应，金属催化剂对某一种反应活性的高低与反应物吸附在催化剂表面后生成的中间物的相对稳定性有关，一般情况下，处于中等强度的化学吸附态的分子会有最大的催化活性，因为太弱的吸附使反应物分子的化学键不能松弛或断裂，不易参与反应；而太强的吸附则会生成稳定的中间化合物将催化剂表面覆盖而不利于脱附[2]。
2.2 金属-载体间的相互作用我们课题组研究的是甲醇气相氧化羰基化合成碳酸二甲酯，使用的是负载型金属催化剂。
负载金属催化剂通常由载体和金属化合物配合构成，载体由其骨架和配位基组成。
负载型金属催化剂也相应的有：负载型金属化合物催化剂、负载型单金属络合物催化剂、负载型金属簇络合物催化剂、负载型双金属络合物催化剂等。
近年来的研究表明，负载型金属催化剂基本上兼具无机物非均相催化剂与金属有机配合物均相催化剂的优点，它不但具有较高的活性和选择性，腐蚀性小，而且容易回收重复利用，且稳定性好。
在催化科学发展的初期，催化剂载体一直被认为是惰性的，只起到支撑、分散活性组分的简单作用，不会影响到催化剂的性能。
Tauster[3]等由此提出金属与载体之间可能存在着某种相互作用，从而在一定程度上减弱了气体的吸附。
抑制效应在不同载体负载的金属催化剂上表现不同，在一些可被还原的氧化物载体上作用比较明显，如TiO2、V2O5、Nb2O5和Ta2O5，而且这种吸附性能随处理温度的变化是可逆的。
Tauster将这些现象都归因于金属－载体强相互作用，简称SMSI。
诱导金属－载体相互作用的两大类因素是电子相互作用和化学相互作用。
对于不同催化剂体系，各种因素对金属－衬底相互作用的影响不同，哪种因素占主导地位主要取决于催化剂本身性质和反应条件。
电子相互作用是指当金属与载体接触时，保持能量最低以及固体电势连续，金属/载体界面处会出现电荷的重新分布，影响范围分为局部电荷转移和长程电荷转移。
局部电荷转移产生的主要因素是弱的范德华力引起的电子轨道相互极化。
长程电荷转移是由于金属与氧化物接触时，两相界面处费米能级要保持一致，电荷发生了转移。
在金属-载体接触的交界面上，载体有大量的表面态，它们对自由电子传递的势垒的形成有重要影响，以载体N型半导体为例，若金属和载体的功函数不同，在它们形成接触时，发生电荷转移[4]。
化学相互作用指的是金属与载体之间的物质输送过程。
物质输送过程包括金属在载体表面的扩散、金属或载体原子在界面处的扩散，发生界面反应（氧化-还原作用、合金化、载体包覆、互扩散作用）[5]。
3金属催化剂的应用以固体金属状态作为催化剂的可以是单组分金属，也可以是多组分金属，金属活性组分可以负载在载体上制成负载型催化剂。
表3-1为可被金属催化的反应。
表 3-1 金属催化的某些反应高活性金属举例反应具有催化剂活性的金属H2-D2交换大多数过渡金属W、Pt烯烃加氢大多数过渡金属及Cu Ru、Rh、Pd、Pt、Ni 芳烃加氢大多数过渡金属及Ag、W Ru、Rh、Pt、W、Ni C-C键氢解大多数过渡金属Os、Ru、NiC-N键氢解大多数过渡金属及Cu Ni、Pd、Pt乙烯氧化为环氧乙烷Ag Ag3.1 甲醇气相氧化羰基化合成碳酸二甲酯本课题组主要研究的是甲醇气相氧化羰基化合成碳酸二甲酯，下面浅谈一下甲醇气相氧化羰基化合成碳酸二甲酯使用的催化剂以及相关的研究。
碳酸二甲酯是近年来颇受重视的一种用途广泛的基本化工原料，被誉为有机合成的“新基块”，由于其分子中含有甲氧基、羰基和羰甲基，具有很好的反应活性，可取代剧毒光气和硫酸二甲酯。
1992年它通过了非毒性化学品的注册登记，被称为绿色化学品。
随着化工生产向无毒化和精细化发展，为碳酸二甲酯及其衍生物开发了许多用途，碳酸二甲酯的用途前景相当广阔。
王延吉[6]等制备了甲醇气相氧化羰基化催化合成碳酸二甲酯的催化剂，发现负载在活性炭载体上的单一金属氯化物催化剂的活性相当低，而双金属氯化物催化剂PdCl2-CuCl2/AC可明显提高碳酸二甲酯的产率。
不同的活性炭载体使活性组分的分布和结构有较大改变，显著地影响反应活性和分布。
碱性助剂K、Mg 能大幅度增加碳酸二甲酯的时空收率和对CO的选择性，但必需是以乙酸盐的形式加入。
PdCl2-CuCl2-CH3COOK/AC催化剂在130 °C时碳酸二甲酯的收率最高为217.0 mg/ml -cat·h。
王淑芳等[7]在较大范围内考察了催化剂预处理、反应温度、反应压力、原料配比及原料中水含量等因素对PdCl2-CuCl2-KOAc/AC催化剂上甲醇氧化羰基化合成碳酸二甲酯反应活性及选择性的影响。
最佳反应条件:反应温度140～160 °C，反应压力0.3 MPa，甲醇与一氧化碳和氧气的摩尔比为4:2:1。
同时用XRD和XPS表征结果表明催化剂表面草酸铜结晶的产生，是造成催化剂活性下降的主要原因。
姜瑞霞等[8]在已开发的PdCl2-CuCl2-CH3COOK/AC基础上考察了该催化剂的失活原因，表明失活催化剂发生了氯的流失是造成催化剂失活的主要原因，并提出在N2气流中，200 °C下，同时加入含氯乙酸甲酯的甲醇溶液的方式，预处理新鲜催化剂，可明显提高催化剂的稳定性和活性。
张海涛等[9]对负载型CuO催化剂上甲醇气相氧化羰基化一步直接合成碳酸二甲酯反应进行了研究，表明了载体对负载CuO催化剂上进行该反应影响很大，只有以活性炭为载体时，CuO才具有催化活性。
并且认为CuO/AC催化剂的催化活性是CuO和Cu2O共同作用的结果，CuO/AC催化剂相对与氯化物的催化剂其活性仍较低。
曹发海等[10]采用气相直接法甲醇氧化羰基化工艺路线合成碳酸二甲酯，以CuCl2为活性组分，用浸渍法制备催化剂。
研究了两种煤质活性炭AC1、AC2的孔结构对催化活性的影响，表明了煤质活性炭的微孔结构在催化剂的活性中所占的比例起了重要的作用。
同时用杂多酸(HPA)对经过预处理的活性炭表面进行改性，使其作为二次载体，不仅可改善催化剂的活性，也可明显的提高催化剂使用寿命。
姜瑞霞等[11]考察了碱金属助剂对PdCl2-CuCl2/AC催化剂上甲醇气相氧化羰基化直接合成碳酸二甲酯反应性能的影响及助剂的作用。
结果表明:采用不同碱金属助剂时的碳酸二甲酯收率顺序为K>Na>Li；KOAc助剂的主要作用是与PdCl2、CuCl2发生化学反应，促进催化活性位的形成；KOAc为助剂母体的效果明显好于KCl母体。
彭峰等[12]以活性炭为载体，制备了FeCl3、CoCl2、NiCl2、CuCl2、ZnCl2一系列负载的金属氯化物催化剂，并对甲醇常压下直接气相羰基化反应进行了研究，实验发现以氯化镍的活性最高，氯化铜的选择性最好。
NiCl2-CuCl2/C催化剂对甲醇直接气相羰化反应活性高，催化剂稳定性好。
赵仁哲等[13]对甲醇羰化气相合成碳酸二甲酯(DMC)负载型铜基催化剂进行了活性评价，铜基负载型催化剂均为以氯化铜碱金属或碱土金属的氢氧化物负载于活性载体上，催化剂反应前，主要物相为Cu2O、CuO、CuCl2·3Cu(OH)2，反应后，主要物相为CuO、Cu2O、CuCl2·3Cu(OH)2。
研究认为铜基催化剂上气相甲醇羰化合成DMC反应的催化活性位是CuO和Cu2O，反应是基于Cu2+和Cu+的氧化还原催化循环。
3.2 茂金属催化剂的应用茂金属催化剂是由过渡金属的环戊二烯基络合物和铝氧烷(MAO)组成的。
这些组分形成的络合物是以在几何形状上受到限制的过渡金属为单一活性中心，中最常用的过渡金属是钛(Ti)、锆(Zr)、铪(Hf)、钒(V)以及钴(Co)等；位体包含有Cp (茂基)、Ind (茚基)等。
根据配体结构的不同，金属催化剂可分为普通型、桥联型和限定几何型。
普通型茂金属催化剂是以普通茂基(如环戊二烯基、茚基、芴基等)为配体的过渡金属卤代或烷基化物；联型则是在普通型的基础上用烷基或硅烷基将两个茂环连接起来，防止茂环旋转，茂金属化合物以主体刚性；定几何型茂金属结构是采用一个环戊二烯基，胺基取代普通结构中的另一个环戊二烯基，烷基或硅烷基桥联。
助催化剂是茂金属催化剂的重要组成部分，前使用最多的助催化剂是MAO，是三甲基铝AlMe3水解的产物，于MAO的生产成本较高，用量要比茂金属化合物多，制了茂金属催化剂的发展最近又开发出一些新的非MAO助催化剂，以A1Me3/(MeSn)2O与CpZrCl2、Et (Ind)2ZrCl2或i-Pr (Cp)(Flu)2ZrCl2等组成的催化剂用于乙烯、丙烯或其它A-烯烃聚合时,显示出很高的催化活性[14]。
现在已工业化的茂金属聚合物主要有茂金属聚乙烯(mPE)、茂金属聚丙烯(mPP)和茂金属聚苯乙烯(mPS)。
茂金属可以应用于聚乙烯生产和聚丙烯生产领域以及润滑油添加剂领域中。
巴斯夫公司采用茂金属生产聚丙烯获得成功，这种聚丙烯应用于高速纤维纺织，优于常规聚丙烯，分子量分布窄，具有独特的微观结构。
埃克森化学公司的润滑油和燃料添加剂子公司—帕拉明斯公司采用茂金属技术生产出添加剂Paranox 6000系列，第一套生产装置建在欧洲。
采用该技术生产的添加剂在结构均匀度和窄分子量分布方面均具茂金属基塑料的特性[15]。