Что такое палладиевый катализатор?

Что такое палладиевый катализатор?

Палладиевый катализатор — это соединение, содержащее палладий, изготовленное для использования в качестве катализатора.

Палладий (символ элемента: Pd) является членом платиновой группы элементов с атомным номером 46. Палладиевый катализатор является незаменимым материалом для органического синтеза и широко используется при разработке лекарств, синтезе природных продуктов и синтезе полимеров.

В частности, реакция кросс-сочетания палладиевого катализатора, за которую в 2010 году была присуждена Нобелевская премия по химии, известна во всем мире. Реакции кросс-сочетания — это реакции, в которых селективно соединяются два химических вещества. Существует много типов палладиевых катализаторов, и их следует использовать в соответствии с сырьем и реакциями, в которых они используются.

Применение палладиевых катализаторов

Палладий используется в катализаторах, стоматологических материалах, электрических и электронных компонентах и ​​ювелирных изделиях. Палладий может адсорбировать в 935 раз больше своего собственного объема водорода, поэтому он также используется в сплавах для хранения водорода.

Палладиевые катализаторы изготавливаются из соединений на основе палладия для использования в качестве катализаторов. Сам катализатор не изменяется до или после реакции, но он изменяет скорость реакции реагентов. Он образует промежуточные продукты реакции с реагентами, и реакция протекает через эти промежуточные продукты реакции.

Палладиевые катализаторы часто используются в органическом синтезе. В частности, они используются для синтеза целевых соединений с использованием реакций кросс-сочетания. Это важный материал для фармацевтического синтеза и синтеза природных продуктов. В последние годы его использование в катализаторах для очистки выхлопных газов в автомобильных двигателях возросло.

Принцип действия палладиевых катализаторов

Типичные палладиевые катализаторы включают хлорид палладия, ацетат палладия и комплексы палладия с фосфиновыми лигандами. Эти катализаторы широко используются в разработке лекарств, синтезе природных продуктов и синтезе полимеров.

Палладий также используется в трехкомпонентных катализаторах в автомобильной промышленности. Тройной катализатор — это устройство, которое может удалять вредные вещества, такие как углеводороды, оксид углерода и оксиды азота из выхлопных газов автомобилей. Используются такие металлы, как палладий, платина и родий.

Другая информация о палладиевых катализаторах

1. Палладиевые катализаторы используются для детоксикации выхлопных газов автомобилей

Выхлопные газы автомобилей содержат большое количество токсичных и экологически опасных веществ, таких как оксиды азота (Nox), оксид углерода (CO) и несгоревшие углеводороды (HC). Палладиевые катализаторы используются для преобразования этих токсичных компонентов в безвредный диоксид углерода, воду, азот и кислород посредством реакций окисления и восстановления.

Другие драгоценные металлы, такие как платина и родий, также используются в качестве катализаторов. Палладий пользуется большим спросом, поскольку он в основном используется в качестве катализатора в бензиновых транспортных средствах.

Палладиевые катализаторы устанавливаются после выпускного коллектора, где концентрируются выхлопные газы двигателя. Для увеличения площади контакта с выхлопными газами палладиевые катализаторы нанометрового размера равномерно распределены в керамике с сотовой структурой.

Недостатками палладиевых катализаторов при использовании для детоксикации автомобильных выхлопных газов являются их высокая стоимость и необходимость их предварительного применения в больших количествах. Это связано с тем, что катализаторы мигрируют и собираются на поверхности керамики во время использования при высоких температурах, уменьшая их площадь поверхности. В ответ на истощение ресурсов палладия ведутся исследования и разработки по сокращению количества используемых палладиевых катализаторов.

2. Цена палладиевого катализатора

Палладий, используемый в палладиевых катализаторах, является редким и дорогим металлом, стоимостью в несколько миллионов иен за килограмм. Поскольку большая часть спроса на палладий приходится на бензиновые автомобильные катализаторы, чем выше спрос на бензиновые автомобили, тем выше будет расти цена.

В последние годы цена на палладий резко выросла. Это связано с большим разрывом между спросом и предложением: добыча составляет 200 тонн в год, а спрос — 300 тонн в год. Более строгие экологические нормы в последние годы и растущий спрос на бензиновые автомобили в Китае и других странах, а также мошеннические меры по контролю выбросов для дизельных автомобилей также являются факторами, ускоряющими рост спроса на бензиновые автомобили.

Палладий в основном производится в России и Южной Африке, на которые приходится большая часть производства палладия, 40,5% и 37,5% соответственно, согласно данным за 2017 год. Ограниченное число стран-производителей серьезно пострадало от дефицита поставок из-за политической нестабильности и других факторов, а недавнее резкое снижение производства в России также привело к резкому росту цен.