
【化】 platinum catalysts
铂催化剂(Platinum-based Catalyst)是以金属铂为主要活性成分的异相催化剂,在汉英词典中对应"platinum catalyst"或"platinum-based heterogeneous catalyst"。其核心特征体现在三个维度:
化学组成特性 铂催化剂通常以铂纳米颗粒(粒径2-10nm)负载于γ-Al₂O₃或碳载体表面,比表面积可达50-150m²/g。国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC)将其归类为金属催化剂,催化活性遵循d带中心理论。
催化作用机制 在氢氧反应H₂ + ½O₂ → H₂O中,铂催化剂通过降低活化能(从气相反应的~220kJ/mol降至~50kJ/mol)实现加速反应。该过程遵循Langmuir-Hinshelwood机理,铂表面同时吸附解离的H₂和O₂分子。
工业应用领域 美国化学会(ACS Catalysis)数据显示,铂催化剂在质子交换膜燃料电池的氧还原反应(ORR)中转换频率达0.2-0.5s⁻¹,汽车尾气处理时氮氧化物转化效率>95%。主要应用包括:
性能优势参数 《工业催化手册》记载,铂催化剂在酸性环境(pH<3)仍保持>80%活性,耐受温度区间(-40至800℃)远超镍基催化剂。其TOF值在苯加氢反应中可达10³h⁻¹量级,比传统催化剂高2个数量级。
材料科学进展 Nature Materials最新研究显示,铂钴合金催化剂可将铂载量降低至0.125mg/cm²,同时维持1.5A/cm²@0.6V的燃料电池性能。表面改性技术如铂黑处理可使电化学活性面积提升至120m²/g-Pt。
铂催化剂是以金属铂为主要活性组分的催化剂总称,广泛应用于化工、环保、材料等领域。以下从定义、组成、性质、应用等方面详细解释:
铂催化剂是以铂为核心成分的催化材料,常见形态包括铂金属网、铂黑(极细的铂颗粒),或通过负载技术将铂分散在氧化铝、硅胶等载体表面。部分催化剂还可能添加铼、氯有机化合物等助剂以优化性能。
铂属于稀有贵金属,催化剂的回收不仅降低工业成本,还减少资源浪费。
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