为什么钯催化这么火

一切的一切，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增长，Walter Hafner就开始研究怎么从乙烯合成浣氧乙完，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--乙全，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。

活性组分:活性组分一般使用反应效率较高的铂族金属(贵金属)和难熔无机氧化物的混合浆料,但是反应的选择性则因各种元素而不同,所以要取决于使用的目的和条件来确定活性组分的成分和用量,难熔无机物一般采用Al2O3、SiO2、MgO等。氧化催化剂一般使用铂、钯和各种比例的铂-钯系,也有使用铂-铑系。铂和钯对CO和HC具有大致相同的氧化活性,但是钯的耐热性和铂的耐中毒性都比另一方要强,所以多采用两者的混合物。三元催化剂一般使用铂-钯-铑系,铑对氮氧化物有清除作用。

添加剂:向催化剂中添加各种成分是为了提高催化剂的性能。多采用适量的起稳定作用的金属氧化物及弥散在活性组分内的具有催化活性的金属组成。由于催化剂长时间暴露于高温气体中,加入添加剂的目的是为了提高它的稳定性,使活性氧化铝稳定化,避免发生热解,一般选用的助剂有氧化锆(ZrO)、氧化钛(TiO)、氧化钙(CaO)等,近年来,选用稀土金属氧化物(如铈、镧的氧化物)较多。

(3)稀土催化剂的研究

国外研究者的基本看法是单一的稀土催化剂几乎是没有活性的,而作为贵金属的一种添加剂,则能提高催化剂的性能,其主要是提高催化剂的储氧功能。在应用上,国外目前仅将稀土元素作为贵金属的改性添加剂,不将其作为主体催化剂,当然,也有资源不丰富和技术不成熟两方面的原因,所以至今未将稀土催化剂推向市场。与国外的研究开发结果不同,由于我国具有丰富的稀土资源,并较早从事科研开发工作,国内的科技工作者一直认为,不添加贵金属的稀土催化剂也能用作汽车尾气的三效净化剂,研究开发重点放在纯稀土催化剂或以稀土为基引入少量贵金属的技术方向上。