为什么金属催化中钯研究的最多,它有何特性?

作者&投稿:干肥 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
为什么金属催化中钯研究的最多,它有何特性~

,起源于“民科”医生武拉斯顿(William Hyde Wollaston,1766~1828),他不好好干自己的本职,在1802年发现了钯和铑两种金属(插句题外话,我特别喜欢铑,Rhodium的词根来源于玫瑰,因为武拉斯顿当初发现其氯盐的溶液呈现玫瑰红色),不过可惜的是,武拉斯顿本人并没有从他的这个伟大发现中获得利润,在他那个年代,钯被认为是无用的金属,在他去世后的一百多年内,钯的化学性质和他的邻居镍、铂相比较,任然被认为是相形见绌的,这个现象一直维持到1942年钯碳催化剂的发现和1946年Lindlar Catalyst的发现,也是这两个催化剂使得人们对钯的活性,以及对于双键和三键的亲和性得到了重视。

随着二战的结束,之后的欧洲重建工作使得对于塑料和精细化工品的需求呈现爆炸性的增长,Walter Hafner就开始研究怎么从乙烯合成环氧乙烷,当时他的做法是把乙烯和氧气通过一个钯碳床,但是得到的一种具有刺激性气味的化学品--乙醛,后来这一方法得以商品化,并被称为Wacker process,这一反应,奠定了钯在有机合成中重要催化剂的地位。事实上,Hafner也是第一个分离钯-烯丙基配位化合物的化学家,他的这一发现也为20世纪最伟大科学发现之一提供了灵感:钯催化交叉偶联反应

首先,过渡金属大多具有催化特性,这是其原子D电子外层未排满决定的,由于D电子层未排满,所以过渡金属在气相条件中具有吸附一种或多种气体的能力,当然液相和其他体相的也可以。然而金属铂由于其D电子只差一个即排满,所以铂的化学吸附性处于不强也不弱的中间强度,吸附性太强,则吸附的反应分子不容易脱附,无法达到良好的催化效果。同理,吸附性太弱,也无法吸附反应分子,结果催化效果也不甚理想。另外,还与它们的化学稳定性有关,在常温下能做催化剂的物质有很多,比如银,铁,钴,镍,钒,铬,钯,铑,金,铱,铂,锰等等都可以,但是在高温催化条件下,例如大于400摄氏度,除了钯,铑,金,铂,铱等贵金属催化剂,其他的都被氧化而失活了,温度再往高处走,钯,铑,铱也会相继氧化失活。到了800摄氏度以上则只剩下铂与金了。而上了1000摄氏度,虽然金比铂稳定,但是由于接近金的熔点1063摄氏度,金也失去了使用价值。抗腐蚀方面:碱性介质还好,在酸性介质中贱金属催化剂与贵金属催化剂相比就相形见绌了。因此综合许多因素,铂是处于满足各种条件平衡状态下的理想催化剂,能在很多催化领域中发挥它的价值。

金属催化剂大多是通过d轨道与有机分子或基团的轨道作用来达到活化分子或转移基团的目的 在选择金属催化剂的时候一般要注意几条:1它能不能催化 钯的原子轨道有多奇葩可以翻下周期表 另外这东西研究的人多了 就会有更多的人研究它 于是就发现它能催化更多的反应 老牌的过渡金属催化都是这样慢慢普及的2能不能用的起 这不光是说进价的问题 实际用催化剂的时候总得消耗一部分 所以搞有机金属催化的都应该知道个催化比的问题 催化剂在大约催化多少反应后会耗尽 耗的太快自然没人用 一些常见的催化剂催化比不比别的催化剂低多少 进价又便宜所以用的人就多 当然某些特定的反应可能有更好的选择 诸如某些铃木反应甚至可以靠铁离子催化 这时候当然就没钯啥事了 但是--鉴于类似的替代催化的研究还比较不成系统 所以钯才会这么常用总的来说 钯这东西除了原子轨道奇葩 性价比得当 研究的比较多 之外没其它特别的优势了……



是银白色金属。柔软,具有延性。密度12.02克/厘米3。熔点1552℃。沸点3140℃。化合价+2和+4。第一电离能8.34电子伏特。休学性质不活泼,但可溶于硝酸和王水中,以及熔融的碱;能吸附氢、氧等气体,于室温和一大气压下所吸附的氢可达钯本身体积的八百余倍。广泛地用作气体反应,特别是氢化或脱氢催化剂。还可制作电阻线、钟表用合金等。钯的化合物主要有:二氯化钯(PdCl2)、四氯钯酸钠(Na2PdCl4)和二氯四氨合钯。可由铂金属的自然合金分出。氯化钯可用于电镀;氯化钯及其有关的氯化物用于循环精炼并作为热分解法制造纯海绵钯的来源。一氧化钯(PdO)和氢氧化钯[Pd(OH)2]可作钯催化剂的来源。四硝基钯酸钠[Na2Pd(NO3)4]和其它络盐用作电镀液的主要成分。



发现人:武拉斯顿 

发现年代:1803年

发现过程:

1803年,英国的武拉斯顿,在王水中溶解粗铂,蒸去多余的酸后,并加氯化亚汞,得黄色沉淀,灼烧后得钯。

起源于“民科”医生武拉斯顿(William Hyde Wollaston,1766~1828),他不好好干自己的本职,在1802年发现了钯和铑两种金属(插句题外话,我特别喜欢铑,Rhodium的词根来源于玫瑰,因为武拉斯顿当初发现其氯盐的溶液呈现玫瑰红色),不过可惜的是,武拉斯顿本人并没有从他的这个伟大发现中获得利润,在他那个年代,钯被认为是无用的金属,在他去世后的一百多年内,钯的化学性质和他的邻居镍、铂相比较,任然被认为是相形见绌的,这个现象一直维持到1942年钯碳催化剂的发现和1946年Lindlar Catalyst的发现,也是这两个催化剂使得人们对钯的活性,以及对于双键和三键的亲和性得到了重视。

随着二战的结束,之后的欧洲重建工作使得对于塑料和精细化工品的需求呈现爆炸性的增长,Walter Hafner就开始研究怎么从乙烯合成环氧乙烷,当时他的做法是把乙烯和氧气通过一个钯碳床,但是得到的一种具有刺激性气味的化学品--乙醛,后来这一方法得以商品化,并被称为Wacker process,这一反应,奠定了钯在有机合成中重要催化剂的地位。事实上,Hafner也是第一个分离钯-烯丙基配位化合物的化学家,他的这一发现也为20世纪最伟大科学发现之一提供了灵感:钯催化交叉偶联反应。



首先,过渡金属大多具有催化特性,这是其原子D电子外层未排满决定的,由于D电子层未排满,所以过渡金属在气相条件中具有吸附一种或多种气体的能力,当然液相和其他体相的也可以。然而金属铂由于其D电子只差一个即排满,所以铂的化学吸附性处于不强也不弱的中间强度,吸附性太强,则吸附的反应分子不容易脱附,无法达到良好的催化效果。同理,吸附性太弱,也无法吸附反应分子,结果催化效果也不甚理想。另外,还与它们的化学稳定性有关,在常温下能做催化剂的物质有很多,比如银,铁,钴,镍,钒,铬,钯,铑,金,铱,铂,锰等等都可以,但是在高温催化条件下,例如大于400摄氏度,除了钯,铑,金,铂,铱等贵金属催化剂,其他的都被氧化而失活了,温度再往高处走,钯,铑,铱也会相继氧化失活。到了800摄氏度以上则只剩下铂与金了。而上了1000摄氏度,虽然金比铂稳定,但是由于接近金的熔点1063摄氏度,金也失去了使用价值。抗腐蚀方面:碱性介质还好,在酸性介质中贱金属催化剂与贵金属催化剂相比就相形见绌了。因此综合许多因素,铂是处于满足各种条件平衡状态下的理想催化剂,能在很多催化领域中发挥它的价值。


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宣武区15637323142: 知乎· 为什么金属催化中钯研究的最多,它有何特性 -
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宣武区15637323142: 为什么贵金属常用做催化剂? -
关残拜复: 贵金属催化剂(precious metal catalyst)一种能改变化学反应速度而本身又不参与反应最终产物的贵金属材料.几乎所有的贵金属都可用作催化剂,但常用的是铂、钯、铑、银、钌等,其中尤以铂、铑应用最广.它们的d电子轨道都未填满,表面易吸附反应物,且强度适中,利于形成中间“活性化合物”,具有较高的催化活性,同时还具有耐高温、抗氧化、耐腐蚀等综合优良特性,成为最重要的催化剂材料.感兴趣的话道这个网站去看看 http://baike.baidu.com/view/1748240.htm

宣武区15637323142: 化学中钯有什么用 -
关残拜复: 钯有吸收氢气的功能,因此常常用在氢气参加的反应的催化剂里面. 加氢的时候有直接用钯金属催化的,也有钯碳催化剂,林德勒催化剂之类的,加氢比较温和. 因为它可以吸收氢气,所以也可以用来脱氢,把不饱和的六元环芳香化. 比如把环己二烯变成苯

宣武区15637323142: 哪些过渡金属催化有机反应 -
关残拜复: 很多,最常见的比如钯、铑、铂、镍及其合金可催化加氢反应,四氯化钛-三烷基铝(即齐格勒-纳塔催化剂)可催化丙烯聚合成聚丙烯,等等.

宣武区15637323142: 钯催化的问题 -- 为什么钯催化剂使用的最多
关残拜复: 反应过程中生成的活性单质钯容易团聚失活,变为钯黑或钯镜.没注意到有什么文章专门讨论这个

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关残拜复: 答; 钯,原子序数46,原子量106.42,元素名来源于1802年发现的小行星—武女星.1803年英国化学和物理学家沃拉斯顿从粗铂中分离出新元素钯和铑.钯在地壳中的含量约为一亿分之一,在铂系元素中占首位.在自然界中与其它铂系元素共...

宣武区15637323142: 什么是贵金属催化剂 -
关残拜复: 贵金属催化剂已经有很长的历史了,它的工业应用可以追溯到19世纪的70年代,以铂为催化剂的接触法制造硫酸的工业.1913年,铂网催化剂用于氨氧化制硝酸;1937年Ag/Al2O3催化剂用于乙烯氧化制环氧乙烷;1949年,Pt/Al2O3催化剂用于...

宣武区15637323142: 负载钯的双金属催化剂,它的催化反应原理是什么.如何解释 双金属催化剂催化反应的过程? -
关残拜复: 高价回收钯催化剂

宣武区15637323142: 钯色金属有什么特点 -
关残拜复: 金属材料在生活中应用广泛,分为金属和合金,具有导电性、导热性、硬度大、强度大、密度高、熔点高、有良好的金属光泽等物理性质;同时,金属的化学性质活泼,多数金属可与氧气、酸溶液、盐溶液反应. 值得强调的是,一些金属具有特殊的物理性质,如:钨的熔点极高,铜的导电性良好,金的展性好,铂的延性好,常温下的汞是液态等.此外,合金相对于金属,具有更好的耐腐蚀性、硬度和强度更大、熔点低等特性.

宣武区15637323142: 铂,钯,锂这些元素有什么有催化的作用?
关残拜复:目前铂族元素用得最多的是触媒剂和汽车工业,1996年全球消耗的143t铂族金属中这两大用户分别占消耗量的35.8%和28%.用于汽车尾气净化催化剂的贵金属用量增长很快.目前全球每年生产蜂窝状催化剂5 000多万个,每个需用铂族金属1.2g.1993年仅此一项就花去铂53t、钯22t、铑11t,总共86t,占当年铂、钯工业用量的50%,铑用量的90%.近年来正在研究改用较便宜的含钯催化剂代替铂-钯-铑三元催化剂.

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