Vorteile von Edelmetallkatalysatoren
Einführung
Katalysatoren sind wesentliche Bestandteile vieler industrieller Prozesse, von der Brennstoffzellenraffination bis zur Arzneimittelherstellung. Herkömmliche Katalysatoren werden seit Jahren verwendet, aber Edelmetallkatalysatoren werden aufgrund ihrer hohen Aktivität, Selektivität und Stabilität immer beliebter. In diesem Artikel werden wir die Vorteile der Verwendung von Edelmetallkatalysatoren gegenüber herkömmlichen Katalysatoren erörtern. Wir hoffen, dass Sie ein besseres Verständnis für die Eigenschaften und die Verwendung von Edelmetallkatalysatoren bekommen.
Abbildung 1. Edelmetallkatalysatoren
Was sind Edelmetallkatalysatoren?
Edelmetallkatalysatoren sind hochentwickelte Katalysatoren aus Gold, Silber, Platin, Ruthenium, Palladium, Rhodium und anderen Edelmetallen, die in einer Vielzahl von Branchen eingesetzt werden. Ähnlich wie herkömmliche Katalysatoren beschleunigen Edelmetallkatalysatoren (oder Edelmetallkatalysatoren) chemische Reaktionen, ohne sich selbst zu verändern. Das heißt, sie erhöhen die Reaktionsgeschwindigkeit oder senken die Reaktionstemperatur, um den Prozess zu beschleunigen, während ihre Menge und chemischen Eigenschaften unverändert bleiben.
Dank dieser wünschenswerten Eigenschaften finden Edelmetallkatalysatoren breite Anwendung in der Raffination, in Polymeren, in der Pharmazie und in der Chemie. So werden beispielsweise Platingruppenmetalle (PGM) seit mehreren hundert Jahren zur Herstellung von Schwefelsäure und Salpetersäure verwendet. Auch bei der Hydrierung und Polymerisation sind sie eine beliebte Wahl. Mit der Weiterentwicklung von Wissenschaft und Technik wurden die Platingruppenmetalle zum idealen Werkstoff für die Automobilindustrie. Große Mengen von Platin und Rhodium werden zur Reinigung der Abgase von Kraftfahrzeugen verwendet.
Vorteile von Edelmetallkatalysatoren
-Höhere katalytische Aktivität
Das wichtigste Merkmal von Edelmetallkatalysatoren ist ihre höhere Aktivität, so dass sie chemische Reaktionen effizienter beschleunigen können. Dies ermöglicht schnellere Produktionsraten und eine höhere Produktausbeute.
Außerdem werden durch die Wechselwirkung zwischen den nanoskaligen Edelmetallpartikeln und dem Träger die geometrische Struktur und die Oberflächenelektronen verändert, wodurch die Reaktion beschleunigt und eine hohe katalytische Aktivität erzielt wird.
--Bessere Selektionsleistung
Edelmetallkatalysatoren können bestimmte Reaktionen selektiver katalysieren, indem sie unerwünschte Nebenprodukte reduzieren und die Reinheit des Endprodukts erhöhen. Das heißt, das Zielprodukt kann durch verschiedene Katalysatoren selektiv erzeugt werden.
Bei der Hydrierung von Phenol wird der Palladium (Pd)-Katalysator verwendet, um Cyclohexanon zu erzeugen. In ähnlicher Weise wird der Platinkatalysator (Pt) zur Bildung von Cyclohexan eingesetzt, und Ruthenium (Ru) beschleunigt selektiv die Cyclohexanolproduktion.
-Hohe thermische Stabilität
Der Schmelzpunkt von Edelmetallen ist höher als der von unedlen Metallen. Solche Katalysatoren können hohen Temperaturen, hohem Druck und korrosiven Umgebungen standhalten, ohne sich zu zersetzen oder ihre katalytische Aktivität zu verlieren. Daher können sie viele Hydrierungs- und Oxidationsreaktionen bei hohen Temperaturen und unter extremen Bedingungen beschleunigen. Aus diesem Grund werden sie in der Automobilindustrie zur Behandlung von Abgasen eingesetzt. Katalysatoren in Autoabgassystemen arbeiten bei Umgebungstemperaturen, die in der Regel über 800 °C liegen. Bei solch hohen Temperaturen zersetzen sich viele Materialien oder verlieren ihre katalytische Aktivität, während Edelmetalle ihre katalytischen Eigenschaften beibehalten.
-chemische Inertheit
Edelmetalle lassen sich unter normalen Umständen nicht leicht in chemische Reaktionen einbinden. Aufgrund ihrer relativ stabilen Eigenschaften oxidieren sie nicht leicht bei Raumtemperatur und entzünden sich nicht spontan bei hohen Temperaturen. Aufgrund ihrer Korrosionsbeständigkeit sind sie stabiler und leichter zu lagern als einige gewöhnliche Metallkatalysatoren.
Herkömmliche Katalysatoren wie Aluminium werden jedoch leicht oxidiert und in Aluminiumoxid umgewandelt, wenn sie der Luft ausgesetzt werden.
-Weitere Vorteile
- Langlebigkeit
Edelmetallkatalysatoren sind stabiler und haltbarer als herkömmliche Katalysatoren, was zu einer längeren Lebensdauer des Katalysators und einem selteneren Austausch führt. Dies kann zu Kosteneinsparungen und verbesserter Prozesseffizienz führen.
- Vielseitigkeit
Edelmetallkatalysatoren können in einer Vielzahl von chemischen Reaktionen eingesetzt werden, darunter Oxidation, Reduktion, Hydrierung und Dehydrierung. Dadurch eignen sie sich für Anwendungen in Haushalten und Anlagen.
- Nachhaltigkeit
Edelmetallkatalysatoren können recycelt und wiederverwendet werden, was die Abfallmenge reduziert und den Bedarf an neuen Katalysatoren minimiert. Außerdem können sie oft aus recycelten Materialien hergestellt werden, was ihre Umweltauswirkungen weiter verringert.
Schlussfolgerung
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Edelmetallkatalysatoren viele Vorteile gegenüber herkömmlichen Katalysatoren bieten, darunter höhere katalytische Aktivität, bessere Selektivität, höhere thermische Stabilität, Langlebigkeit, Vielseitigkeit und Nachhaltigkeit. Infolgedessen werden sie in einer Vielzahl von industriellen Anwendungen immer beliebter. Durch den Einsatz von Edelmetallkatalysatoren können Unternehmen die Prozesseffizienz verbessern, die Kosten senken und die Umweltauswirkungen minimieren. Stanford Advanced Materials (SAM) ist ein zuverlässiger Lieferant von hochwertigen Edelmetallkatalysatoren zu günstigen Preisen. Besuchen Sie unsere Website, um weitere Informationen zu erhalten.
