貴金屬添加量

簡介

貴金屬催化劑是指能改變化學反應速度而本身又不參與反應最終產物的貴金屬材料。貴金屬顆粒表面易吸附反應物，且強度適中，利於形成中間“活性化合物”，具有較高的催化活性，成為重要的催化劑材料。貴金屬催化劑在化工、生物催化以及環境保護等方面都有著廣泛地套用。為了降低成本，需要不斷降低貴金屬在催化劑的添加量。

降低催化反應中貴金屬添加量的方法

改進貴金屬催化劑製備方法

製備貴金屬催化劑有多種方法，大致分為化學方法和物理方法。化學方法包括溶膠凝膠法、沉積沉澱法、浸漬法、微乳液法、離子交換法、水解法、光化學還原法、化學蒸汽沉積法等；物理方法包括電漿法、微波合成法、惰性氣體蒸發法、塊狀金屬的機械粉碎研磨法（球磨法）、超音波粉碎、金屬電極間電弧放電產生金屬原子等。不同的製備方法對催化劑的結構、活性組分的作用狀態和催化反應性質等產生較大的影響。

選擇高效的載體

載體對催化劑的催化活性有很大影響。許多過渡金屬氧化物、鹼土金屬氧化物、活性炭以及分子篩都可以作為催化劑的載體。

改善貴金屬顆粒尺寸和比表面積

納米催化劑顆粒尺寸小，會產生相當大的比表面積，表面原子數及所占的比例迅速增大，粒子的比表面積逐漸增大，分散度升高，表面原子分數逐漸增大。大的比表面積和表面原子分數使得金屬粒子的粗糙度增加，即角、階和棱等缺陷數量增加，從而使金屬粒子的吸附性質明顯有別於光滑表面的性質。但也有研究表明，並不是顆粒的尺寸越小，催化反應活性就越高。

貴金屬顆粒的價態

貴金屬顆粒的價態會影響催化活性的重要因素，從而影響到貴金屬添加量。例如銀催化殺菌，有研究表明，不同價態的銀均具有殺菌效果，0價銀是一種良好的氧化反應催化劑，正2價、正3價的銀具有比正1價銀更強的殺菌能力，而高價銀則還原勢較高。

相關研究

低含量貴金屬鈣鈦礦結構催化劑

鈣鈦礦結構催化劑（ABO₃）是為了降低貴金屬的使用而提出的，其結構如圖所示。A位是半徑較大的鹼金屬、鹼土金屬和稀土金屬離子，處於12個氧原子組成的十四面體的中央。B位是半徑較大的過渡金屬離子，處於6個氧原子組成的八面體的中央。ABO₃型氧化物的催化活性強烈地依賴於B位陽離子的性質，A位離子主要通過控制活性組分B的原子價態和分散狀態而起穩定結構的作用。鈣鈦礦型複合氧化物具有穩定的結構和較好的熱穩定性，是一類被視為能夠替代傳統貴金屬控制汽車尾氣淨化催化劑的新型三效催化劑。