测定催化剂的结构和性能
活性中心催化材料的性质进一步证明了相对不活跃的催化活性材料的增强时受到强烈辐射。硅胶广告的狂轰乱炸。伽马射线从钴-60紫色的颜色,变得有能力诱导反应H2+ D2→2高清在液体-氮温度。颜色中心,这是积极的“洞”(缺陷)被困在附近的一个氧气离子旁边一个铝杂质,漂白在真空内超过200°C (400°F)和被破坏氢即使在房间温度。
稀释浓度的属性铂金属在氧化矩阵,如硅和氧化铝,以及碳航空公司已经研究了俄罗斯和美国的科学家。这样的催化剂技术改革的意义的过程吗汽油。在这样的重量铂或catalysts-containing约0.5%钯——的程度分散金属(即表面金属的数量的比率原子总数存在)是接近1。相比之下,在铂箔色散只有4×10−3。的滴定法和吸附程序与氢和氧气是用来评估这些群众。
从这些研究很明显,有两种类型的行为产生的色散。无数的催化过程,从氢-氘交换的加氢的苯环戊烷的氢解作用,反应是独立分散的关键地区催化剂粒度为5 nm或更少。这样structure-insensitive过程被称为灵巧的反应。另一方面,如有反应异构化新戊烷异戊烷,同时后者异丁烷和开裂甲烷在platinum-alumina催化剂,为异构化选择性变化各种催化剂研究的100倍(当hydrogen-neopentane比10)。因此,同一platinum-on-carbon 1%催化剂表现出选择性异构化氢解作用比2.5催化剂时减少氢在500°C (900°F)和13时催化剂的选择性比在真空被解雇900°C (1600°F),在这两种情况下色散剩余比例为35%。这种structure-sensitive催化反应被称为“要求的反应。“选择性的增加似乎主要是因为减少氢解作用。自其他研究已经表明,在真空加热到900°C会开发某些金属的(111)方面,人们认为,选择性的增加是由于更丰富的新戊烷triadsorption样品在高温下被解雇。它已经表明,铂约2海里的微晶尺寸不同寻常的表面没有出现在普通的八面体微晶的大小相似。一些网站,一个吸附分子最近的邻居可以包围五白金不寻常的微晶表面上被发现。
一个替代方法问题的表面催化涉及电子因素的考虑在催化剂和反应物。许多催化材料半导体。人们认为这些可以形成多种债券与反应物取决于自由晶格电子和孔催化剂晶格。化学吸附粒子反应的方式依赖于表面形式的附件,随表面的覆盖程度以及可用的电子和空穴的供应。表面的行为将直接引入的自由基反应物种,依赖于表面的电化学性能和大量的半导体材料。这样的考虑导致测定催化剂的特性的半导体和吸附物作为电化学物种,无论是积极的还是消极的组成离子或原子或自由基。催化活性也一直在探索的一个函数d乐队的角色是,电子的数量d轨道原子的催化剂材料。
自1940年以来各种仪器技术开发探索的结构催化材料和吸附物种的特性,即使在反应本身。这些技术包括电子显微镜,场致发射显微镜,电子探针方法,磁测量,红外光谱、穆斯堡尔谱,测量加热的浸、flash解吸过程低能耗电子衍射研究,核磁共振和电子自旋共振技术。
其他催化化合物
这个词多官能的多相催化应用于一组吗催化剂多个组件的下表面是活跃在过程研究。双功能的一个例子异构催化剂的催化剂金属(铂或镍)沉积在硅- - - - - -氧化铝“酸性”基地。这样的双功能催化剂参与饱和的互变现象碳氢化合物(石蜡)和不饱和碳氢化合物(烯烃)和正常(直链)和iso(支链)碳氢化合物,以及分裂(开裂)的碳氢化合物分子。涉及的相互关系如下:
在X1和X2金属催化过程和Y1和Y2是催化过程。可以改变操作条件相对于氢解作用最大化的加氢裂化反应。
各种各样的催化剂与“酸性”网站已经被发现是活跃的脱水醇和开裂异构化的碳氢化合物。其中包括硅通过煅烧(加热)硅胶;高纯度氧化铝,由专门的煅烧准备铝氢氧化;和硅铝混合物。催化网站发现了不同程度的酸性;他们的确切性质,以及他们描述的原子的结构固体催化剂,仍在讨论中。在矽的情况下,这些网站被归结为三价铝的存在离子,艾尔。3 +一个矩阵的四价的硅离子,如果4 +,这产生了负责不同地区的铝离子。这些酸性网站可以中毒氨和胺这一发现证实了酸性性质。当这些催化剂处理碱,他们的催化特性极大地修改。另一方面,治疗卤素元素,特别是氟和氯,增强了的酸性性质氧化材料。
沸石天然水晶硅酸铝,有多孔结构和包含吗阳离子,一般的碱或碱土金属。阳离子可交换与其他金属离子可逆不破坏铝硅酸盐结构。由于沸石迅速吸附某些分子和排除他人,他们被命名为“分子筛。“自然的吸附特征合成沸石研究了自1930年代以来。人造沸石,其中一些自然界中尚未发现有结构,是用作脱水代理人还可以用于催化材料的生产与阳离子交换元素或浸渍金属盐的解决方案到沸石的毛孔;大量的沸石的催化剂已经开发出来。
一个班的化合物被称为给电子体受体复合物也一直在研究其催化活性。类可能以一个复杂的金属之间钠(捐赠)蒽C14H10,三环类碳氢化合物(受体)。可以将复杂的可视化作为蒽阴离子和钠阳离子。这样的复合物可以交换氢离子与氢分子被带进接触复杂。ZH型(Z代表了一个复杂的由所有的分子交换氢除外)可以进行交换氘如下:ZH型+ D2→ZD +高清。它还可以参加相应的交流与碳氢化合物或带来加氢的碳氢化合物。其他电子受体催化剂是金属酞菁(化合物与某些生物催化剂)和激活木炭。一些亲水氨配合物合成氮氢混合物。这个反应代表一个靠近生物和细菌的活性催化剂。