金属催化剂简介
催化剂的分类和举例
催化剂的分类和举例催化剂是一种可以加速化学反应速率的物质，它能够降低反应的活化能，使反应能够在较低的温度下进行。
催化剂广泛应用于化学工业、能源领域、环境保护等多个领域。
根据其化学性质和应用范围的不同，催化剂可以分为多种不同的分类。
下面将介绍十种常见的催化剂分类及其举例。
一、金属催化剂金属催化剂是指以金属元素为主的催化剂。
金属催化剂具有良好的活性和选择性，广泛应用于有机合成、炼油、化工等领域。
例如，铂、钯、铑等贵金属催化剂常用于氧化反应、加氢反应和还原反应中。
二、过渡金属催化剂过渡金属催化剂是指过渡金属元素及其化合物作为催化剂。
过渡金属催化剂具有较高的催化活性和选择性，广泛应用于有机合成、能源转化等领域。
例如，钯催化剂常用于碳-碳键的形成反应，铁催化剂常用于氧化反应。
三、酶催化剂酶催化剂是一种特殊的生物催化剂，它是由蛋白质组成的生物催化剂。
酶催化剂具有高效、高选择性和高专一性的特点，广泛应用于食品加工、医药、生物工程等领域。
例如，淀粉酶催化剂常用于淀粉的降解反应，脂肪酶催化剂常用于脂肪的水解反应。
四、氧化催化剂氧化催化剂是指用于氧化反应的催化剂。
氧化催化剂具有较高的催化活性和选择性，广泛应用于有机合成、环境保护等领域。
例如，过氧化氢催化剂常用于氧化反应，二氧化锰催化剂常用于有机物的氧化反应。
五、还原催化剂还原催化剂是指用于还原反应的催化剂。
还原催化剂具有较高的催化活性和选择性，广泛应用于有机合成、能源转化等领域。
例如，氢气催化剂常用于有机物的加氢反应，亚铁盐催化剂常用于氮气的还原反应。
六、酸催化剂酸催化剂是指具有酸性的催化剂。
酸催化剂能够促进酸碱中和反应、酯化反应等酸性反应。
例如，硫酸催化剂常用于酯化反应，氯化铁催化剂常用于酸碱中和反应。
七、碱催化剂碱催化剂是指具有碱性的催化剂。
碱催化剂能够促进酸碱中和反应、酯化反应等碱性反应。
例如，氢氧化钠催化剂常用于酸碱中和反应，碳酸钾催化剂常用于酯化反应。
八、离子液体催化剂离子液体催化剂是指以离子液体为媒介的催化剂。
金属催化剂及其催化作用
金属催化剂及其催化作用引言催化是一种重要的化学过程，它可以通过降低能量势垒的方式加速化学反应的速率。
金属催化剂作为一类常用的催化剂，广泛应用于有机合成、能源转化等领域。
本文将介绍金属催化剂的定义、分类以及其在化学反应中的催化作用。
金属催化剂的定义与分类金属催化剂是指能够在化学反应中加速反应速率，且在反应结束时保持不变的金属物质。
金属催化剂能够通过提供活性位点、调控反应的能垒、吸附反应物等方式实现催化作用。
根据催化剂的组成，金属催化剂可以分为两类：一类是纯金属催化剂，即单一金属元素或金属合金；另一类是负载型金属催化剂，即将金属颗粒负载于支撑物上。
负载型金属催化剂具有较大的比表面积和较高的催化活性，常用的负载物包括二氧化硅、氧化铝等。
金属催化剂还可以根据金属的化学性质进行分类。
常见的金属催化剂包括贵金属催化剂（如铂、钯、铑等）、过渡金属催化剂（如铁、铜、镍等）以及稀土金属催化剂（如钕、镧等）。
不同类型的金属催化剂具有不同的催化特性，适用于不同类型的化学反应。
金属催化剂的催化作用金属催化剂在化学反应中主要通过以下几个方面发挥作用：1.提供活性位点：金属催化剂上的金属离子或金属表面可以提供活性位点，吸附并激活反应物。
活性位点能够有效降低化学反应的活化能，加速反应速率。
2.调控反应的能垒：金属催化剂可以通过调整反应物与催化剂间的作用力，改变反应的活化能。
例如，在氢气化反应中，贵金属催化剂能够吸附氢气并削弱键合，从而降低氢与反应物之间的能垒，促进反应进行。
3.提供电子转移：金属催化剂可以通过提供或接收电子的方式参与反应。
贵金属催化剂常常参与电子转移反应，如氧化还原反应，通过调控电子转移过程来加速反应速率。
4.分子催化：金属催化剂中的金属离子或金属表面可以与反应物发生直接的化学反应，形成中间体，进而促进反应进行。
这种分子催化机制在有机合成中具有重要的应用价值。
金属催化剂的应用金属催化剂在化学合成、能源转化等领域具有广泛的应用。
有机金属催化剂
有机金属催化剂有机金属催化剂（Organometallic Catalysts）引言：有机金属催化剂是一类广泛应用于有机合成反应中的催化剂。
它们以有机物与金属之间的键合为基础，具有高效、高选择性和可控性等优点。
本文将介绍有机金属催化剂的基本概念、分类和应用领域，并探讨其在有机合成中的重要作用。
一、基本概念有机金属催化剂是指由有机配体与金属中心形成的配位化合物，通过与底物发生反应，促使化学反应发生并提高反应速率和收率。
有机金属催化剂通常是过渡金属配合物，其中过渡金属可以是钯、铂、铑、铱、钌等。
有机配体可以是膦配体、胺配体、醇配体等。
二、分类1. 配位催化：有机金属催化剂通过与底物形成配位键，促进反应进行。
常见的配位催化反应包括氢化、氧化、羰基化、氨基化等。
2. 氧化还原催化：有机金属催化剂通过在反应中接受或转移电子，参与氧化还原反应。
常见的氧化还原催化反应包括氢化、氧化、氧气还原等。
3. 酸碱催化：有机金属催化剂通过提供或吸收质子，调节反应的酸碱性。
常见的酸碱催化反应包括醇酸催化、胺碱催化等。
三、应用领域1. 医药化学：有机金属催化剂在药物合成中发挥重要作用。
例如，钯催化的Suzuki偶联反应可以用于合成重要的药物分子。
2. 材料科学：有机金属催化剂在材料合成中具有广泛应用。
例如，铑催化的环氧丙烷开环反应可用于合成高分子材料。
3. 化学能源：有机金属催化剂在能源转化和储存中有重要应用。
例如，铱催化的水氧化反应可用于制备氢气燃料。
1. 高效性：有机金属催化剂能够降低反应活化能，提高反应速率。
2. 高选择性：有机金属催化剂能够选择性地催化特定的反应路径，避免副反应的发生。
3. 可控性：有机金属催化剂的活性可以通过调节配体结构和反应条件来控制。
五、有机金属催化剂的挑战1. 催化剂寿命：有机金属催化剂在反应中容易受到空气、水分等外界条件的影响，导致催化剂失活。
2. 催化剂选择：不同的反应需要选择合适的有机金属催化剂和配体，催化剂的选择具有挑战性。
化学反应中的催化剂种类
化学反应中的催化剂种类催化剂是化学反应中起着重要作用的物质，能够增加反应速率、降低活化能、改变反应途径等。
催化剂种类繁多，根据不同的反应类型和反应机理，可以分为金属催化剂、非金属催化剂和酶催化剂三类。
一、金属催化剂金属催化剂主要由过渡金属元素组成，常见的金属催化剂有铂、钯、铑、钌等。
金属催化剂在催化反应中起着重要的角色，可以通过提供活化中间体表面，改变反应物分子的取向和构象，从而调控反应速率。
1. 化学反应中的铂催化剂铂是一种常用的金属催化剂，它具有良好的稳定性和催化活性。
在有机合成反应中，铂催化剂常常用于氢化反应、羰基还原反应、碳碳键形成反应等。
例如，铂催化剂可以将亚硝酸盐还原为胺类化合物，实现氮氧化物的转化。
此外，铂催化剂还可用于二硫代盐的氢化、醛类化合物的加氢等反应。
2. 化学反应中的钯催化剂钯是一种广泛应用于催化反应中的金属催化剂，常见的钯催化反应有氢化反应、碳氢键官能团化反应、羰基化合物的加氢反应等。
例如，钯催化剂可以将叠氮化物还原为胺类化合物，在药物合成和有机材料合成中具有广泛应用。
此外，钯催化剂还可用于芳香化合物的羟基化、取代反应等。
二、非金属催化剂非金属催化剂是指不含过渡金属元素的催化剂，常见的非金属催化剂有硫酸、碳酸等。
非金属催化剂的催化效果主要与其酸碱性质和表面活性有关。
1. 化学反应中的硫酸催化剂硫酸是一种常用的非金属酸性催化剂，常用于酯化反应、酸解反应和酸催化的碳氢键官能团化反应等。
例如，硫酸可以催化酸解法制备脂肪酸，将甘油和酸进行酯化反应，得到脂肪酸和甘油分离。
此外，硫酸还可用于催化醇与酸酐的缩合反应。
2. 化学反应中的碳酸催化剂碳酸是一种常用的非金属碱性催化剂，常用于醇酯化反应、缩酮反应等。
例如，碳酸可以催化甲醇与酯类化合物反应，得到酯类化合物。
此外，碳酸还可用于催化巴夏酯的环化反应、亚胺的缩合反应等。
三、酶催化剂酶是一类高效催化反应的生物催化剂，具有特异性、高选择性和高反应效率等优点。
金属催化剂及其催化作用
发展高效、绿色的金属催化剂制备技术
总结词
发展高效、绿色的金属催化剂制备技术 ，是实现可持续发展的重要途径。
VS
详细描述
传统的金属催化剂制备方法往往需要高温 、高压等苛刻条件，且产率较低。因此， 发展高效、绿色的金属催化剂制备技术成 为当前研究的重点。通过探索新的合成方 法和优化现有工艺，可以降低能耗和减少 废弃物排放，同时提高金属催化剂的产率 和性能，为绿色化学的发展做出贡献。
金属催化剂如铂、钯和铑等在燃料电池中发挥关键作用，能 够加速燃料和氧化剂之间的反应，提高燃料电池的效率和性 能。
太阳能光解水制氢
金属催化剂如钛、锆和镍等可用于太阳能光解水制氢过程中 ，能够加速水分子分解成氢气和氧气，为可再生能源的生产 提供支持。
05
金属催化剂的发展趋势与挑 战
新材料与新技术的研发
选择性评价
测定反应产物中目标产物的比例，评价金属 催化剂的选择性。
稳定性评价
考察金属催化剂在多次使用或长时间使用过 程中的性能变化。
经济性评价
综合考虑金属催化剂的制备成本、使用成本 等因素，评估其经济价值。
04
金属催化剂在工业生产中的 应用
石油化工领域
石油裂化
烯烃聚合
金属催化剂如镍、铂和钯等广泛应用 于石油裂化过程中，能够将重质油裂 解成轻质油，提高石油的利用效率。
金属催化剂如钛、锆和镍等在烯烃聚 合过程中起关键作用，能够控制聚合 物的分子结构和性能，广泛应用于塑 料、纤维和橡胶等生产。
合成氨
金属催化剂如铁、钴和镍等在合成氨 工业中发挥重要作用，能够加速氮和 氢反应生成氨的过程，提高合成氨的 产量。
环保领域
汽车尾气处理
金属催化剂如铂和钯等用于处理 汽车尾气中的有害物质，能够加 速有害物质的氧化还原反应，降
金属催化剂
金属催化剂1. 简介金属催化剂是一种在化学反应中促使反应速率提高的物质。
它们通常是由一种或多种金属元素组成的。
2. 催化原理金属催化剂通过提供活性位点或改变反应物分子的构型来加速化学反应。
它们可以通过吸附反应物分子并使其发生反应，或者通过提供必要的电子来降低反应的能垒。
金属催化剂还可以通过提供适当的环境条件来改变反应物分子的化学性质。
3. 金属催化剂的应用金属催化剂在许多化学反应和工业过程中发挥着重要作用。
它们被广泛应用于有机合成、催化加氢、氧化还原反应和氧气活化等领域。
3.1 有机合成金属催化剂在有机合成中起着关键作用。
它们可以催化碳－碳键的形成，并促使复杂有机分子的合成。
常用的金属催化剂包括铂、钯、铑等。
3.2 催化加氢金属催化剂可以用于加氢反应，即将氢气与反应物进行反应，通常用于饱和、环化、脱氧等反应。
常用的催化剂包括铂、钯、铑等。
3.3 氧化还原反应金属催化剂在氧化还原反应中也发挥着重要作用。
它们可以促进氧化反应和还原反应的进行，并改变反应物的价态。
常见的金属催化剂有铁、钼、铬等。
3.4 氧气活化氧气活化是一种能让氧气参与反应的过程，金属催化剂在该过程中发挥着重要作用。
金属催化剂可以催化氧气的活化，从而促进一系列反应的进行，如氧化、羧化、氢氧化等。
常见的金属催化剂有铁、锰、铜等。
4. 金属催化剂的分类金属催化剂可以按照不同的方式进行分类，常见的分类方法有以下几种：4.1 过渡金属催化剂过渡金属催化剂是由过渡金属元素组成的催化剂，如铁、铜、锌等。
它们通常具有较高的催化活性和选择性。
4.2 贵金属催化剂贵金属催化剂是由贵金属元素组成的催化剂，如铂、钯、铑等。
由于其高昂的成本，贵金属催化剂通常用于高端领域，如医药合成。
4.3 还原性金属催化剂还原性金属催化剂是能够参与氧化还原反应并发生氧化还原变化的金属催化剂。
它们通常可以提供或接受电子，以改变反应物的价态。
5. 金属催化剂的优势和挑战金属催化剂具有以下优势：•高效性：金属催化剂可以有效催化化学反应，使其速率显著提高。
催化剂金属载体
催化剂金属载体一、催化剂金属载体概述催化剂载体是多孔基底材料，基本上由金属和非金属氧化物（如氧化铝、稀土金属氧化物、氧化锆、二氧化硅和各种其他金属）制成。
催化剂载体通过提供具有特定表面化学性质的受控表面积来促进反应。
它们的特性取决于形状、大小和整体组成。
它们广泛用于化工和石化行业，用于将液体和气体精炼成中间产品和最终用途产品。
金属催化剂是固体催化剂的重要分支之一，也是最早、应用最广泛的催化剂之一。
主要活性基团分为金属。
主要是贵金属和过渡元素，如铁、钴和镍。
此外，稀土金属和许多其他金属都可以用作催化剂。
最常用的金属催化剂是VIII族金属催化剂。
金属催化剂一般用于加氢、脱氢、氧化、异构化、环化、水解等反应。
科学家提供了一种可靠的方法来生产或供应金属催化剂和相关材料。
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催化剂几种常见金属载体二、金属催化剂的形式与分类金属催化剂一般以晶体形式存在，呈现多晶结构。
暴露在晶体表面的原子可以为化学吸附分子提供许多吸附中心。
吸附中心的高密度和多样性是金属催化剂的优点之一，可以同时催化多个竞争性反应。
但它也会导致选择性较低的反应。
根据催化剂的活性组分是否载体在载体上，金属催化剂可分为：无载体和负载型金属催化剂。
1、无负载型金属催化剂指不含载体的金属催化剂，按其成分可分为单一金属和合金。
通常以金属骨架、金属丝网、金属粉末、金属颗粒、金属屑等形式使用。
其中，金属框架是最常见的一种。
骨架金属催化剂，是将金属与铝或硅合金的催化活性，然后氢氧化钠溶液将铝或硅溶解，形成金属骨架。
其他骨架催化剂包括骨架钴、骨架铜和骨架铁。
典型的金属网催化剂是铂网和铂铑合金网。
它们用于氨化和氧化生产硝酸的过程。
2、负载型金属催化剂采用金属组分负载的催化剂，提高金属组分的分散性和热稳定性，使催化剂具有适当的孔隙结构、形状和机械强度。
负载型金属催化剂大多采用金属盐溶液浸渍在载体上，经沉淀转化或热分解后还原制得。
金属催化剂
金属催化剂概述金属催化剂是一种在化学反应中起催化作用的金属物质。
金属催化剂在许多重要化学反应中起到关键的作用，例如有机化学合成、环境保护、能源转换等领域。
金属催化剂具有高活性、选择性和稳定性的特点，使其在各种反应中具有广泛的应用潜力。
催化原理金属催化剂通过提供活性位点来降低反应的活化能，从而加速反应的速率。
金属催化剂通常以金属离子的形式存在，而金属离子能够在活性位点上吸附反应物，并参与反应的中间步骤。
金属离子可以通过调整反应物的电子结构、提供活性基团或吸附反应物来促进反应的进行。
金属催化剂的活性和选择性取决于其表面的活性位点。
不同的金属催化剂具有不同的表面活性位点，因此在不同的反应中具有不同的催化活性和选择性。
金属催化剂的表面活性位点可以通过控制催化剂的组成、结构和形貌来调控。
常见金属催化剂铂族金属铂族金属是最常见的金属催化剂之一。
铂族金属包括铂、钯、铑、钌、铱和铅等元素。
这些金属催化剂具有良好的催化活性和选择性，在有机合成、燃料电池等领域得到广泛应用。
例如，铂催化剂常用于氧化反应、加氢反应和羰基化反应等有机合成反应中。
过渡金属除了铂族金属外，过渡金属也是常见的金属催化剂。
过渡金属包括铁、镍、钼、铬等元素。
过渡金属催化剂具有丰富的电子结构和多样的催化中心，因此在多种有机合成反应中表现出良好的催化活性和选择性。
例如，铁催化剂在氧化反应、还原反应和氢化反应中显示出优异的催化性能。
单原子合金单原子合金是一种由单个金属原子和零维催化剂组成的材料。
单原子合金以其高催化活性和高选择性而备受关注。
单原子合金能够提供丰富的活性位点，并且具有优异的催化性能。
单原子合金可用于氧化反应、还原反应、催化裂化等许多反应中。
应用领域金属催化剂在各个领域都有广泛的应用。
以下是金属催化剂在一些重要领域的应用案例：有机合成金属催化剂在有机合成中起到重要作用。
例如，铂催化剂可用于有机氧化反应和有机加氢反应。
过渡金属催化剂可用于碳—碳键形成反应、选择性催化还原反应等。
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4.1.3 特性（重点）
4.2 金属催化剂的化学吸附
4.2.1 金属的电子组态与气体吸附能力间的关系
4.2.2 金属催化剂的化学吸附与催化性能的关系
活性炭具有大的表面积、良好的孔结构、丰富的表 面基团，同时有良好的负载性能和还原性。当Pd 负载在活性炭上，一方面可制得高分散的Pd，另一 方面炭能作为还原剂参与反应，提供一个还原环境， 降低反应温度和压力，并提高催化剂活性。 Pd/C 主要用于NO2 的还原及选择还原C=C。
Pd/γ-Al2O3 催化剂作为一种工业成品催化剂， 具有良好的加氢活性，广泛用于加氢。
化剂，但是q数据不易获得。
4.5 负载型金属催化剂及其催化作用
4.5.1 金属分散度与催化活性的关系
因为催化反应都是在表面上原子处进行，所以 金属的分散度好，一般其催化效果就好。
又叫暴露百分数P.E….
对于一个正八面体晶格的Pt，其颗粒大小与
P.E.的对应关系于下： Pt颗粒的棱长 P.E.
（2）
（3）
（4）
（5）
2 催化重整催化剂
这种空穴可以通过磁化率测量测出。Ni的3d能 带有0.6个空穴，相当于0.6个未成对电子
1.7个空穴 2.2个空穴
催化剂d带空穴和化学吸附以及催化性能的关系（重点）
4.3.2 价键理论
d特性百分数，d%
乙烯加氢催化剂活性和d%关系图
乙烷氢解金属活性和d%关系图 甲酸分解
4.4 巴兰金多位理论
和抗毒性，都采用助催化剂和载体。
3 钴催化剂
钴催化剂的作用与镍有很多相近之处，但一般
来说活性较低，而且价格比镍高，所以不太用 钴催化剂。但是在F-T 合成、羰基化反应以及 还原硝基制伯胺等场合，是重要的催化剂。
4 Pt 系催化剂
铂是最早应用的加氢催化剂之一。
（1）Pt 黑
在碱溶液中用甲醛、肼、甲酸钠等还原剂还原 氯铂酸，制得Pt 黑催化剂。 常温常压下， Pt 黑催化剂对芳环加氢显示活 性。
基本要求：
1．了解金属催化剂的能带理论、价键理论。
2．了解多位吸附模型。 3．掌握金属催化剂的特征和金属催化剂催化 活性的经验规则。 4．掌握金属催化剂上的反应。
4.1 金属催化剂的应用及其特性
4.1.1应用
金属催化剂的主要反应类型
4.1.2 金属催化剂的类型
块状金属催化剂，如电解银、熔铁、铂网等；
6 钌（Ru）
Ru作为加氢反应的催化剂用的较多，在F-T 合
成，芳烃化合物（特别是芳香族胺类）的加氢 等反应中，均有良好的活性和选择性。 它对醛酮的加氢也有较高的活性，与其他铂系 催化剂相比，常能表现某些特异性质。
7 铑（Rh）、铱（Ir）、锇（Os）
常见负载催化剂是Rh/Al2O3，Rh/CeO2，Rh/SiO2 等多用于CO 加氢成醇，芳烃和硝基加氢。
才显示出较高的催化活性。
环己烷脱氢或苯加氢
面心立方或六方晶格
对环己烷脱氢显示活性的金属晶格及原子间距
×
对环己烷脱氢显示活性的金属 晶格及原子间距
4.4.2 能量对应原则（了解）
这个原则要求：反应物分子中起作用的有关原 子和化学键应与催化剂活性中心有某种能量上 的对应。
反应热：
好的催化剂应该是反应物在催化剂活性中心上 的吸附不要太强也不要太弱，要求E1=E2，即 q=s/2的催化剂最好，应该根据这样的q选择催
Ir的固体催化剂、均相催化剂的形式和活性与Rh 相近，原因是因为三价阳离子d6 电子排布相似。 但Rh加氢活性比铱要高得多。
Rh、Ir 的均相加氢与Ru 很相近，尤其是Rh广泛 应用于不对称加氢。
族 金属元素 催化剂应用途径 IB Ag 二烯烃、炔烃选择加氢制单烯烃，乙烯选 择氧化制环氧乙烷，甲烷氨氧化制氢氰酸 甲醇选择氧化制甲醛，芳烃烷基化 IB Au CO低温氧化、烃类选择性氧化、F-T合成 反应、烃类的燃烧 VIII Pd 烯烃、芳烃、醛、酮、不饱和硝基物、硝 基芳烃的选择性加氢，环烯烃、环烷烃脱 氢反应，植物油加氢精制，甲醇合成，烃 类氧化
2 铜催化剂
铜催化剂比表面积大，成本低，常用于烯烃加
氢。加氢反应中加氢的活性次序是： Pt≈Pd>Ni>Fe≈Co>Cu 铜的活性接近于中毒后的镍催化剂，铜催化剂 对苯甲醛还原成苯甲醇，或硝基苯还原成苯胺 的反应具有特殊的催化活性。
铜催化剂主要用于加氢、脱氢、氧化反应。单
独用的铜催化剂很容易烧结，为了提高耐热性
（2）负载Pt
将氯铂（4 价）酸溶于水，渗入到载体上并进 行干燥，用氢或其它还原剂还原后，得负载铂。
Pt/C:最常用的加氢催化剂之一，广泛应用于双 键、硝基、羰基等的加氢，而且效率高、选择 性好。
5 Pd催化剂
金属钯是催化加氢的能手，具有很大的活性和 极优良的选择性，常用作稀烃选择性加氢的催 化剂。
结构敏感反应：反应速率对表面微细结构敏感 的反应，主要涉及C-C、N-C或C-O键的断裂
或生成的反应。
4.5.3 金属与载体间的强相互作用
贵金属/ TiO2
Ir/Nb2O,V2O5,MnO
受强相互作用的影响，金属催化性质可分为两 类：（1）烃类的加氢、脱氢反应，金属催化 活性受到很大的抑制；（2）CO参加的反应， 如CO+H2反应，CO+NO反应，其活性得到很 大提高，选择性也增强。(对解决能源及环保等 问题有潜在意义。)
具体的制备方法
使用骨加镍催化剂需注意：
骨架镍具有很大表面，吸附大量的活化氢，并 且Ni 本身的活性也很大，非常容易燃烧，一般 在使用之前均放在有机溶剂（乙醇等）中。
也可以采用钝化的方法形成保护膜，如加入 NaOH 稀溶液，使骨架镍表面形成很薄的氧化 膜，钝化后的骨架镍催化剂可以与空气接触。 使用前再用氢气还原。
VIII Pt 烯烃、二烯烃、炔烃选择加氢；醛、酮、 萘的加氢；环烷烃、环烯烃、环烷醇、 环烷酮烷烃的脱氢；烃类深度氧化与燃 烧；尾气催化净化，NOx 催化还原、SO2 催化氧化；石油催化重整；醛酮脱羰基化 VIII Rh 烯烃选择性加氢、F-T合成反应、烃类羰基 化反应；汽车尾气催化净化，加氢甲酰化 反应，烃类重整反应 VIII Ru 有机羧酸选择加氢制醇，乙烯选择氧化制 环氧乙烷，烃类催化重整反应
4.5.4 溢流现象
水
溢流现象阻滞负载金属离子的还原 例，在氢氛中，非负载的NiO粉末，可在673K 下完全还原成金属，而分散在SiO2或A12O3载 体上的NiO，还原就困难多了。
4.6 合金催化剂及其催化作用
炼油工业中Pt-Re及Pt-Ir重整催化剂的应用， 开创了无铅汽油的主要来源。
4.4.1 几何对应原则
巴兰金认为：催化剂的晶格结构与反应物分子 将要起反应的那部分结构成几何对应关系时， 反应物分子容易发生强的化学吸附。
醇类脱氢
0.101nm
醇类脱水
0.148nm
乙烯在Ni上的吸附
在多相催化反应中，只有吸附热较小，吸附速
度快，并且能使反应分子得到活化的化学吸附，
例2
4.3 金属电子结构的理论模型及金属催化剂催化 活性的经验规则 4.3.1 能带理论
电子共有化
周期表同一周期中s、p、d能带的相对位置
单一镍原子的电子组态为3d8 4s2，
当镍原子组成晶体后电子组态变为3d9.4 4s0.6。
金属镍的d带中某些能级未被充满，可以看成
是d带中的空穴，称为“d带空穴”。
常用加氢反应的钯催化剂有Pd、Pd/C、 Pd/BaSO4、Pd/硅藻土、PdO2、Ru-Pd/C 等。
由石油化工得到的稀烃含有炔烃及二稀烃等杂 质，可将它们转化为稀烃。例如：从乙烯中除 去乙炔常用的催化剂是0.03% Pd/Al2O3。
有的工艺可将稀烃中的乙炔降至1%以下。
Pd/C 催化剂是催化加氢最常用的催化剂之一。
1.4nm
2.8nm 5.0nm 1μm
0.78
0.49 0.30 0.001
64% 32%
晶粒大小对活性的影响也有能量因素
4.5.2 结构敏感反应与结构不敏感反应
结构不敏感反应：反应速率不受晶粒大小、合
金的变化和载体性质等表面微细结构变化的影 响。主要涉及H-H、C-H或O-H键的断裂或生 成的反应。
汽车废气催化燃烧所用的Pt-Rh及Pt-Pd催化剂， 为防止空气污染作出了重要贡献。
双金属系中作为合金催化剂主要有三大类:
①Ⅷ-ⅠB ：如Ni-Cu、Pt-Au、Pd-Ag，用于氢解 加氢、脱氢。…
②ⅠB-ⅠB： 如Ag-Au、Cu-Au，改善部分氧化选 择性。 ③Ⅷ-Ⅷ：如Pt-Ir、Pt-Fe，增加活性和稳定性。
第4章 金属催化剂及其催化作用（4课时） 主要内容：
第一节 金属催化剂的应用及其特性
第二节 金属催化剂的化学吸附 第三节 金属电子结构的理论模型与催化活性的 经验规则 第四节 巴兰金多位理论
第五节 负载型金属催化剂及其催化作用
第六节 合金催化剂及其催化作用 第七节 金属催化剂催化作用的典型剖析
正己烷异构化为甲基环戊烷，正己烷芳构化为苯，新戊 烷的异构化反应-结构不敏感反应
例如