第二节催化加氢 (1)金属及骨架催化剂加氢常用的金属催化剂有Ni Pd、Pt等,由于Ni价格比较便宜,所以使用量最大。 金属催化剂是把金属载于载体上,载体通常是多孔性 材料,如AL2O3、硅胶等。这样既能节约金属又能提高加工 效率。并能使催化剂具有较髙的热稳定性和机械强度。而 且由于多孔性载体比表面积巨大,传质速度快,所以催化 活性也得到提高。金属催化剂的特点是活性高,尤其是贵 金属催化剂(如Pd、Pt等),在低温下即可进行加氢反应, 而且几乎可以用于所有官能团的加氢反应。金属催化剂的 缺点是易中毒,对原料中杂质要求严格。含有孤对电子的 化合物都能使其中毒而失去活性,因为孤对电子会填满过 渡金属的d轨道,形成强烈的吸附能力,使活性中心被毒性 物质所占据,所以催化剂会表现出失去活性的中毒现象
(1)金属及骨架催化剂 加氢常用的金属催化剂有Ni、 Pd、Pt等,由于Ni价格比较便宜,所以使用量最大。 金属催化剂是把金属载于载体上,载体通常是多孔性 材料,如Al2 O3、硅胶等。这样既能节约金属又能提高加工 效率。并能使催化剂具有较高的热稳定性和机械强度。而 且由于多孔性载体比表面积巨大,传质速度快,所以催化 活性也得到提高。金属催化剂的特点是活性高,尤其是贵 金属催化剂(如Pd、Pt等),在低温下即可进行加氢反应, 而且几乎可以用于所有官能团的加氢反应。金属催化剂的 缺点是易中毒,对原料中杂质要求严格。含有孤对电子的 化合物都能使其中毒而失去活性,因为孤对电子会填满过 渡金属的d轨道,形成强烈的吸附能力,使活性中心被毒性 物质所占据,所以催化剂会表现出失去活性的中毒现象。 第二节 催化加氢
第二节催化加氢 骨架催化剂与金属催化剂的特征基本相近,但其活性 较高,常用于低温液相加氢反应。常见的有骨架镍、骨架 铜、骨架钴等,一般是将活性金属与铝制成合金材料,然 后用氢氧化钠溶出合金中的铝,即可得到海绵状的骨架催 化剂。骨架催化剂具有足够的机械强度及良好的导热性能。 但是由于其活性非常高,骨架镍在空气中裸露会产生自燃 现象
骨架催化剂与金属催化剂的特征基本相近,但其活性 较高,常用于低温液相加氢反应。常见的有骨架镍、骨架 铜、骨架钴等,一般是将活性金属与铝制成合金材料,然 后用氢氧化钠溶出合金中的铝,即可得到海绵状的骨架催 化剂。骨架催化剂具有足够的机械强度及良好的导热性能。 但是由于其活性非常高,骨架镍在空气中裸露会产生自燃 现象。 第二节 催化加氢
第二节催化加氢 (2)金属氧化物催化剂常用的氧化物加氢催化剂有 Mo3、Cr2O3、Zn0、Cu0和Ni0等。这类催化剂与金属催化 剂相比其活性较低,反应在高温、高压下才能保证足够的 反应速度,但其抗毒性较强,适用于C0加氢反应,由于反 应温度高,需要在催化剂中添加高熔点的组分,以提高其 耐热性。 (3)复合氧化物和硫化物为了改善金属氧化物催化 剂的性能,通常采用多种氧化物混合使用,以使各组分发 挥各自的特性,相互配合,提高催化效率。金属硫化物主 要有MoS、NiS2、WS、Co-Mo-S、Fe-Mo-S等,其抗毒性强, 可用于含硫化合物的加氢、氢解等反应,这类催化剂的活 性较差,所需的反应温度也比较高
(2)金属氧化物催化剂 常用的氧化物加氢催化剂有: MoO3、Cr2 O3、ZnO、CuO和NiO等。这类催化剂与金属催化 剂相比其活性较低,反应在高温、高压下才能保证足够的 反应速度,但其抗毒性较强,适用于CO加氢反应,由于反 应温度高,需要在催化剂中添加高熔点的组分,以提高其 耐热性。 (3)复合氧化物和硫化物 为了改善金属氧化物催化 剂的性能,通常采用多种氧化物混合使用,以使各组分发 挥各自的特性,相互配合,提高催化效率。金属硫化物主 要有MoS2、NiS3、WS2、Co-Mo-S、Fe-Mo-S等,其抗毒性强, 可用于含硫化合物的加氢、氢解等反应,这类催化剂的活 性较差,所需的反应温度也比较高。 第二节 催化加氢
第二节催化加氢 (4)金属络合物催化剂此类加氢催化剂的活性中心 原子主要为贵金属,如Ru、Rh、Pd等的络合物。另外也有 部分非贵金属,如Ni、Co、Fe、Cu等的络合物。其主要特 点是活性高,选择性好,反应条件比较温和,适用性比较 广泛,抗毒性较强。但由于这类络合物是均相催化剂,溶 解在反应液中,因此催化剂的分离相对较困难,而且这类 催化剂多使用贵金属,所以金属络合物催化剂应用的关键 在于催化剂的分离和回收
(4)金属络合物催化剂 此类加氢催化剂的活性中心 原子主要为贵金属,如Ru、Rh、Pd等的络合物。另外也有 部分非贵金属,如Ni、Co、Fe、Cu等的络合物。其主要特 点是活性高,选择性好,反应条件比较温和,适用性比较 广泛,抗毒性较强。但由于这类络合物是均相催化剂,溶 解在反应液中,因此催化剂的分离相对较困难,而且这类 催化剂多使用贵金属,所以金属络合物催化剂应用的关键 在于催化剂的分离和回收。 第二节 催化加氢
第二节催化加氢 从以上的论述可以看出,加氢反应所用的催化剂,通 常活性大的容易中毒而且热稳定性较差,为了增加稳定性 可以适当地加入一些助催化剂和选用合适的载体,有些场 合下用稳定性好而活性低的催化剂为宜。通常反应温度在 150℃以下时,多使用Pd、Pt等贵金属催化剂,以及用活 性很高的骨架镍催化剂;而在150℃~200℃C下反应时,常 用Ni、Cu以及它们的合金催化剂;当反应温度高于250℃ 时,大多使用金属氧化物催化剂。为了防止硫中毒常采用 金属硫化物催化剂,通常是在高温下进行加氢反应
从以上的论述可以看出,加氢反应所用的催化剂,通 常活性大的容易中毒而且热稳定性较差,为了增加稳定性 可以适当地加入一些助催化剂和选用合适的载体,有些场 合下用稳定性好而活性低的催化剂为宜。通常反应温度在 150℃以下时,多使用Pd、Pt等贵金属催化剂,以及用活 性很高的骨架镍催化剂;而在150℃~200℃下反应时,常 用Ni、Cu以及它们的合金催化剂;当反应温度高于250℃ 时,大多使用金属氧化物催化剂。为了防止硫中毒常采用 金属硫化物催化剂,通常是在高温下进行加氢反应。 第二节 催化加氢