催化剂的分类--按周期表的元素及其化合态分类

      元素周期表是根据元素周期律将已知的元素按原子序数增加的次序排成的表。元素的电离焓、电子亲和焓、原子半径、电负性、金属性，单质的熔点、沸点、密度、氧化物及其水合物的酸碱性等性质，随着原子序数递增都呈现周期性的规律变化。元素周期表将元素分为主族、副族及过渡元素等。在100多种元素中，金属约占80％，在已知的催化反应中，70％以上涉及某种形式的金属组分。图1-3示出了各种可用作催化剂的元素的使用频度。长方框中斜线越多表示其用作催化剂的频度越高，其中左上角斜线表示单质用作催化剂的频度，右下角斜线表示其氧化物及卤化物用作催化剂的频度。非过渡元素的碱金属（Li、Na、K等）及碱土金属（Be、Mg、Ca等）的能带结构是由s、p能带重叠而成，填入s电子，无d 电子及d空穴，逸出功较小（为2eV左右），易给出电子而不易接受电子。由于易于吸附外来物种，形成牢固的结合，反应性较大，因此很少用作催化剂的活性组分。它们的化合物几乎不具备氧化还原的催化性质，但却具有酸碱催化性能。而排列在过渡元素以后的一些元素，如In、Si、Ge、Sn、Pb等，也是只有s、p能带，化学吸附能力小，也很少用作催化剂的活性组分。

图1-3 元素及其化合物用作催化剂的使用频度

      过渡元素通常指长周期表4、5、6周期中IIIB～V族元素。它们都是金属，具有密度大、熔点高、蒸气压低等特点。过渡元素具有易转移的d电子（或f电子），容易发生电子的传递过程。这类元素的单质及离子（氧化物、卤化物、硫化物及其配合物等）都具有较好的氧化还原催化性能，而它们的离子有时还具有酸碱催化性能。

过渡金属的催化活性源自其半充满的d能带结构，d能带上有半充满的空穴，具有从外部接受电子和被吸附分子成键的倾向，因而d空穴的多少会影响吸附性能及催化性能。根据价键理论，可以用d百分数（d％）来定量描述过渡金属的d电子状态。d％是指d电子参加形成金属键的分数，或成键轨道中d轨道的成分。表1-2示出了过渡元素的金属键中的d％数值。金属键的d％越大，表示d能带中的d电子越多，空穴越少。对一些催化反应进行考察表明，金属催化剂的活性要求d％在一定范围内，d％大，表示d轨道未充满程度大，吸附能力强，会导致不可逆吸附，不利于反应产物生成。如金属加氢催化剂的d％处于40％～50％时，其催化活性最好。

表1-2 过渡元素的金属键中的d％数值

      根据电子理论，常用的固体催化剂可分为导体催化剂（多数为金属催化剂，如Fe、Ni、Pd、Pt 等），半导体催化剂（多数为过渡金属氧化物及硫化物，如NiO、ZnO、、等）和绝缘体催化剂（多数为金属氧化物，如MgO等）。

属于绝缘体的氧化物，同氧的相互作用少，一般不作为氧化催化剂使用，但它们与水的相互作用较大，对脱水反应有催化活性。

产品介绍

      SSC-PECRS电催化连续流反应系统主要用于电催化反应和光电催化剂的性能评价，可以实现连续流和循环连续流实验，配置反应液体控温系统，实现主要用于光电催化CO2还原反应全自动在线检测系统分析，光电催化、N2催化还原，电催化分析、燃料电池、电解水等。SSC-PECRS电催化连续流反应系统将气路液路系统、光电催化反应池、在线检测设备等进行智能化、微型化、模块化设计并集成为一套装置，通过两路气路和两路液路的不同组合实现电催化分析，并采用在线检测体系对反应产物进行定性定量分析。可以适配市面上多数相关的电解池，也可以根据实验需求定制修改各种电催化池。

      产品优势：

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● PLC控制系统集成气路、液路控制、温度控制、压力控制、阀体切换、流路显示等；

● 主要用于半导体材料的光电催化流动相CO2还原反应活性评价等；

● 用于半导体材料的光电催化流动相H2O分解产氢、产氧活性评价、N2还原、电催化等；

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● 标配光电反应池，可实现两室三电极体系或三室三电极体系，采用纯钛材质，耐压抗腐蚀

● 可适用于气-固-液三相界面的催化反应体系，也可适用于阴阳极液流循环反应系统；

● 测试范围广，CO2、CO、CH4、甲醇、氢气、氧气、烃类等微量气体。