一、金屬催化劑是什么

金屬催化劑是一類重要的工業催化劑，是以金屬為主要活性組分的固體催化劑。主要是貴金屬及鐵、鈷、鎳等過渡元素。金屬催化劑主要包括塊狀催化劑（如電解銀催化劑、融鐵催化劑、鉑網催化劑等）；分散或者負載型的金屬催化劑；金屬互化物催化劑；合金催化劑（如Cu-Ni合金加氫催化劑）；金屬簇狀物催化劑。

二、金屬催化劑有哪些種類

1、按催化劑的活性組分是否負載在載體上分類

（1）非負載型金屬催化劑

指不含載體的金屬催化劑，按組成又可分單金屬和合金兩類。通常以骨架金屬催化劑金屬、金屬絲網、金屬粉末、金屬顆粒、金屬屑片和金屬蒸發膜等形式應用。骨架金屬催化劑，是將具催化活性的金屬和鋁或硅制成合金，再用氫氧化鈉溶液將鋁或硅溶解掉，形成金屬骨架。工業上最常用的骨架催化劑是骨架鎳，1925年由美國的M.雷尼發明，故又稱雷尼鎳。骨架鎳催化劑廣泛應用于加氫反應中。其他骨架催化劑還有骨架鈷、骨架銅和骨架鐵等。典型的金屬絲網催化劑為鉑網和鉑-銠合金網，應用在氨化氧化生產硝化的工藝上。

（2）負載型金屬催化劑

金屬組分負載在載體上的催化劑，用以提高金屬組分的分散度和熱穩定性，使催化劑有合適的孔結構、形狀和機械強度。大多數負載型金屬催化劑是將金屬鹽類溶液浸漬在載體上，經沉淀轉化或熱分解后還原制得。制備負載型金屬催化劑的關鍵之一是控制熱處理和還原條件

2、按催化劑活性組分是一種或多種金屬元素分類

（1）單金屬催化劑

單金屬催化劑指只有一種金屬組分的催化劑。例如1949年工業上首先應用的鉑重整催化劑，活性組分為單一的金屬鉑負載在含氟或氯的η-氧化鋁上。用途如：銠做催化劑用于汽車工業的廢氣排放的控制和對于磷配合物的合成，加氫反應和加氫甲酰化（即羰基化）。鉑為催化劑的接觸法制造硫酸，鉑網催化劑用于氨氧化制硝酸等。

（2）多金屬催化劑

催化劑中的組分由兩種或兩種以上的金屬組成。例如負載在含氯的γ-氧化鋁上的鉑-錸等雙（多）金屬重整催化劑。它們比前述僅含鉑的重整催化劑有更優越的性能，在這類催化劑中，負載在載體上的多種金屬可形成二元或多元的金屬原子簇，使活性組分的有效分散度大大提高。金屬原子簇化合物的概念最早是從絡合催化劑中來的，將其應用到固體金屬催化劑中，可以認為金屬表面也有幾個、幾十個或更多個金屬原子聚集成簇。

三、金屬催化劑的優缺點

貴金屬催化劑的優點是顯而易見的，主要包括以下幾點：

1、應用范圍廣：由于貴金屬催化劑擁有更好的化學活性，因而能夠廣泛應用在化學制藥、石油化工、加氫、脫氫、氧化、還原、異構化、芳構化、裂化、合成等反應，在化工、石油精制、石油化學、醫藥、環保及新能源等領域。

2、穩定性好：貴金屬催化劑在多種環境下都能夠穩定地保持其催化特性，同時還具有耐高溫、抗氧化、耐腐蝕等綜合優良特性。

3、選擇性能好：針對不同的應用場景，貴金屬催化劑通常只針對某一化學反應起作用，不會影響到其他反應，降低了對整個化學反應的干擾。

雖然貴金屬催化劑擁有諸多優點，同時在實際應用過程中受使用條件和其化學性質影響也導致了其缺點，主要包括：

1、貴金屬價格高導致其應用成本高：貴金屬催化劑通常采用的活性成分為鉑、鈀、銠等貴金屬，由于其稀缺性，導致其價格非常高，如，鉑的市場價格約為260元/克，鈀金的市場價格為560無/克，銠的價格約為4300元/g。這也就導致了采用貴金屬催化劑的成本比較高。

2、使用不當容易導致催化劑中毒。催化劑中毒指的是催化劑所含的少量雜質，或是強吸附（多為化學吸附）在活性中心上，或是與活性中心起化學作用，變為別的物質，導致催化劑失去活性的現象。如使用不當很容易導致催化劑失活。