文章编号:025329837(2004)0420331208
综述:331～338
收稿日期:2003211210. 第一作者:徐云鹏,男,1973年生,博士,副研究员.
联系人:徐云鹏.Tel/Fax :(0411)84379286;E 2mail :xuyp @https://www.doczj.com/doc/a812348506.html,.
贵金属固体催化剂的纳米结构及催化性能
徐云鹏1, 田志坚1, 林励吾2
(1中国科学院大连化学物理研究所天然气化工与应用研究室,辽宁大连116023;2中国科学院大连化学物理研究所催化基础国家重点实验室,辽宁大连116023)
摘要:综述了贵金属催化剂纳米结构的形成和制备方法,以及催化活性与纳米粒子尺寸的关系.还以负载型双金属催化剂为
例,介绍了催化剂中的短程有序结构.
关键词:贵金属,纳米粒子,双金属催化剂,短程有序结构,催化活性中图分类号:O643 文献标识码:A
N anostructure and C atalytic Perform ance
of Noble Metal Solid C atalysts
XU Yunpeng
13
,TIAN Zhijian 1,L IN Liwu
2
(1L aboratory of N atural Gas Chemist ry and A pplied Catalysis ,Dalian Institute of Chemical Physics ,The Chinese Acdemy
of Sciences ,Dalian 116023,L iaoning ,China ;2S tate Key L aboratory of Catalysis ,Dalian Institute
of Chemical Physics ,The Chinese Acdemy of Sciences ,Dalian 116023,L iaoning ,China )
Abstract :A review was given concerning the formation and the preparation methods for nanostructure of noble metal catalysts as well as the relationship between catalytic activity and nanoparticle size with 61references.The short 2range ordered structure of the catalysts was also illustrated with a supported bimetallic catalyst as an exam 2ple.
K ey w ords :noble metal ,nanoparticle ,bimetallic catalyst ,shot 2range ordered structure ,catalytic activity
在多相催化领域中,贵金属固体催化剂占有重要的地位,它们广泛应用于石油化工、精细化工、环保催化、生命及生物化学等领域.例如,用于石油重整的Pt/Al 2O 3,Pt 2Re/Al 2O 3和Pt 2Sn/Al 2O 3催化剂[1～3];用于选择性加氢的Pd/Al 2O 3催化剂[4,5];用于异构化反应的Pt/分子筛和Pt/固体酸催化剂[6,7];用于氧化反应的Ag 和Au 催化剂[8,9].这些贵金属固体催化剂在催化反应中表现出很高的活性和选择性,与催化剂的微观结构及性质密切相关.一般来说,贵金属催化剂中的贵金属主要以颗粒状态存在.对于负载型催化剂,贵金属以颗粒状高分散于载体上;对于非负载型催化剂,贵金属则以高分散的颗粒状态或金属簇形式存在.研究表明,这
些贵金属颗粒往往以纳米级形态存在于催化剂中,此时催化剂表现出非常高的催化活性和选择性.这些纳米级微小粒子对于催化反应的重要性促使人们通过各种技术手段对其微观结构进行考察和研究.几十年来,人们对贵金属固体催化剂的微观结构和催化性能进行了深入细致的研究.尤其是近年来,随着纳米科技的发展,对于固体催化剂微观结构的研究已深入到纳米尺度,使得人们更清楚地认识到催化剂活性与其微观结构之间的关系,从而指导有目的地制备具有一定微观结构的催化剂.纳米科技是20世纪90年代发展起来的一门交叉性综合学科,它是从物理、化学、材料、化学工程等学科中衍生出来的[10],其研究对象主要是1～100nm 的物质体
第25卷第4期
催 化 学 报
2004年4月Vol.25No.4
Chi nese Journal of Catalysis
April 2004
系及结构,即纳米材料和纳米结构[11].纳米材料所具有的表面效应、体积效应和久保效应使其在力学、光学、热学、电学和磁学等物理性质上的表现与常规材料迥然不同.例如,纳米材料具有超塑性,高强度、硬度和韧性,特殊的比热和热膨胀性能,高热稳定性,红外、紫外吸收的红移和蓝移特性,光致发光现象,超顺磁性,特殊的电导、介电性质和压电效应,等等.这使得纳米材料在许多领域有着广阔的应用前景.以纳米颗粒为例,随着颗粒的减小,其比表面积大幅度增大,表面原子数在整个粒子簇中所占的比例也大为增加,如粒径为2nm的颗粒,其表面原子数将占粒子中原子总数的80%.表面原子数的增加导致表面原子配位不饱和性的增加,从而产生了大量的悬键和不饱和键等,表面台阶、皱褶和缺陷也随之增加,这就使得纳米微粒具有高的表面活性.依据传统的催化理论,这对于催化反应具有非常重要的意义.材料的性质归根到底是由其微观结构决定的,纳米材料的这些特殊性质是由其特殊结构纳米结构决定的;而纳米结构不是纳米材料所特有的,传统的固体催化剂的表面结构也具有纳米级或纳米以下的孔、粒子以及由原子组成的短程有序结构的活性中心等[12].现代纳米科技已经发展到不仅能够运用扫描隧道显微镜(STM)[13],高分辨透射电镜(HR TEM)[14],原子力显微镜(AFM)[15]和扩展X射线吸收精细结构(EXAFS)[16]等技术手段观察和表征纳米结构[10],而且能够运用自组装技术和人工组装技术合成制备出纳米材料、纳米结构材料以及纳米图案材料[17,18].
本文将对贵金属催化剂的纳米结构的形成和制备方法、催化活性与纳米粒子尺寸的关系,以及负载型双金属催化剂表面的短程有序结构等进行介绍.
1 贵金属固体催化剂纳米结构的形成
贵金属固体催化剂纳米结构中,贵金属一般主要以颗粒状存在,这种微小的纳米级粒子的形成需要一定的制备过程及合成方法.传统的一些方法,如浸渍法、沉积沉淀法、离子吸附法、溶胶2凝胶法和微乳液法等,被人们广泛地应用于制备贵金属固体催化剂.通过这些方法可以得到负载型或非负载型纳米级贵金属颗粒.
浸渍法是制备负载型纳米级贵金属催化剂的最常用的方法,用该方法制得的Au/TiO2催化剂,其金粒子的粒径一般在几纳米到几十纳米间[19～21].在浸渍过程中,金物种能够与载体发生强相互作用,即使经过洗涤,它们也能够牢牢地固定在载体上,而且正是这种强相互作用阻止了金粒子在催化剂焙烧过程中烧结长大.沉积沉淀法也是制备纳米贵金属催化剂的有效方法,该方法制得的贵金属粒子一般是几个纳米[21～24].还是以Au/TiO2催化剂为例,用脲作为沉淀剂制得的8%Au/TiO2催化剂,其金粒子平均粒径可达217nm[21].在沉积沉淀法中,载体的表面起着沉淀成核剂的作用,通过控制溶液的p H值可使金属直接均匀沉淀到载体上,金属颗粒较小.离子吸附法包括阴离子吸附法和阳离子吸附法.Guillemot等[25]首先成功地应用这一方法将金负载于Y分子筛上.该方法的原理是当溶液的p H 值大于载体的等电点时,载体表面带负电荷,可吸附带正电荷的金属离子基团,称为阳离子吸附法;反之称为阴离子吸附法.例如,使用阴离子基团Au2 Cl-4制备的1%Au/TiO2催化剂,其金粒子平均粒径为517nm左右,使用阳离子基团Au(en)3+2(en为乙二胺)制备的111%Au/TiO2催化剂,其金粒子平均粒径为211nm左右[21].该方法的优点是可通过控制载体交换位上离子的数量控制负载金属的粒度,离子数量越少粒子的平均粒径越小.溶胶2凝胶法是20世纪60年代发展起来的材料制备技术,其基本原理是将金属醇盐或无机盐水溶液经水解形成溶胶或形成凝胶后再经解凝形成溶胶,然后使溶质聚合凝胶化,再将凝胶干燥、焙烧去除有机成分,最后得到无机材料.该方法常用来制备非负载型贵金属催化剂.用溶胶2凝胶技术可制备Au,Pt,Pd和Ag等多种高分散金属纳米粒子[26];粒子的粒径范围一般为2～20nm,不同贵金属的平均粒径分布稍有差异.微乳液法及反微乳液法是利用体系内部的纳米级微乳颗粒作为纳米反应器,控制反应环境,从而制备出纳米级的贵金属粒子.Boutonnet等[27]较早地利用微乳液法成功地制备出纳米级Pt颗粒.后来这一制备技术得到不断发展而逐渐成熟,利用该技术可以制备多种具有纳米结构的贵金属纳米体系,如纳米级的双金属粒子Au/Pt[28]和Pt2Ru[29]等.
随着纳米科技的发展,新技术和新概念不断应用于材料的控制合成中,使人们能够更加精确地合成具有特定微观纳米结构的材料,更加深入地理解纳米结构的形成过程.纳米自组装技术是纳米科技研究的一个焦点,该技术被应用于许多领域,也成功
233催 化 学 报第25卷
应用于控制合成贵金属催化剂的纳米结构.高分子聚合物常常被用作纳米自组装的单体,这些单体在一定的液体环境中能够自组装形成微球和微胶囊等有序结构;当贵金属负载于其上时,这种有序结构就可以作为一种前驱结构来控制贵金属纳米结构的形成.Liu等[30]利用高分子共聚物P t BA2b2PCE2 MA和P GMA2b2PCEMA形成的水包油型乳状液作为反应环境(其中后者是水溶性的),油相中的Pt2 BA2b2PCEMA自组装形成具有有序空间结构的微球,后经加热、光致交联和水解形成具有纳米结构的海绵状固体微球.当这种微球吸附含有贵金属Pd 粒子的水溶液后,在还原过程中成为Pd金属粒子的生长环境,限制Pd粒子的结构和尺度,从而得到纳米级Pd粒子.
具有规则纳米孔结构的新型介孔材料吸引了人们极大的关注,该材料在许多领域具有广泛的用途,最近它又被赋予一种新的用途作为模板来合成纳米贵金属粒子,利用材料的纳米孔道精确控制金属粒子的大小.K onya等[31,32]利用这一技术合成出含有Pt和Au等贵金属纳米粒子的中孔硅材料.他们选择合成出含Pt粒子(10nm)和Au粒子(5或2nm)的中孔材料SBA215;利用中孔材料MCM241和MCM248制备出Au粒子(2或5nm).这些贵金属粒子完全生长在中孔材料的纳米孔道内.该技术一方面通过纳米材料的孔道精确控制材料中贵金属催化剂的尺寸和结构,另一方面可通过不同大小贵金属纳米粒子对纳米孔材料孔道的大小进行调变. 另外,还有一些特殊的方法,如化学蒸汽沉积法[33],有机金属配合物固载法[34],液相嫁接法[35],溶剂化金属原子浸渍法[36],超声波法[37],光化学还原法[38,39],晶种法[40]和微胶囊技术[41]等,都成功地用于合成出纳米级贵金属粒子催化剂.总之,随着物理、化学、生物和计算机等相关学科的进步,纳米材料制备技术不断发展,对于贵金属催化剂纳米结构形成的控制手段和方法也日益丰富,具有一定粒径、形状及组成的贵金属粒子催化材料将被合成出来,具有新的物化性质及高催化活性的贵金属催化材料将会出现.
2 纳米贵金属粒子催化剂的催化活性
贵金属催化剂的催化活性与其贵金属粒子的大小有着密切的关系.早在20世纪30年代,K obosev 等就进行过研究;在50年代Boreskov等比较系统地研究了催化活性与金属粒子大小之间的关系[42].后来,Boudart等提出了多相催化领域中的两个重要概念:结构敏感反应和结构不敏感反应[42～44].由此,催化反应按照催化反应中转换频率(TOF,turn2 over frequency)与金属粒子的暴露度(FE,fraction exposed)或者粒径(d)之间的关系可分为两大类: TOF值不随FE值或d值的变化而改变,称为结构不敏感反应,TOF值随着FE值或d值的变化而改变,称为结构敏感反应;结构敏感反应又分为三种情形:TOF值随着FE值的减小或者d值的增大而增加,也就是大粒子比小粒子具有更高的催化活性,称为负的结构敏感反应;TOF值随着FE值的减小或者d值的增大而减少,也就是小粒子比大粒子具有更高的催化活性,称为正的结构敏感反应;还有一种情形就是在大粒子状态下为正的结构敏感反应,而在小粒子状态下为负的结构敏感反应,在这种情况下TOF值在适当的FE值或d值下达到最大值.Che等[43]总结出三种典型的TOF值随FE值或d值变化的规律:在一些催化反应中,特定的理论晶面具有较高的催化活性,如合成氨反应等一般属于负的结构敏感反应,在FE>015时更加明显;还有一些催化反应,当FE<015时属于结构不敏感反应,而当FE>015时属于负的结构敏感反应;一些对于边、角和棱等位置具有较高催化活性的反应,当FE<015时属于正的结构敏感反应,而当FE值较大时属于负的结构敏感反应,只有当FE取合适的值时TOF达到最高值.对于贵金属粒子催化剂,从经济角度上讲,贵金属分散度越高,即FE值越大,d值越小,越有利.但是,针对上述的第二类反应,提高催化剂上贵金属分散度对反应是不利的;对于上述的第一和第三类反应,虽然提高贵金属分散度对反应有利,但过高的贵金属分散度会使催化剂活性迅速降低,只有贵金属达到适宜的分散度,即FE值取015左右时,贵金属粒子催化剂才能够实现经济性和催化活性的统一.当FE=015时,贵金属粒子的粒径一般在2nm左右.由此可知,从经济性和催化活性双重角度出发,纳米级贵金属粒子催化剂具有非常重要的意义.
金一直被认为是一种低活性的催化材料,但当金被分散到纳米级时,可表现出很高的催化活性.因此,纳米金催化剂已引起人们广泛的关注,对其研究的数量和内容不断增加和深入,纳米金催化剂已成为纳米催化技术中一个重要代表.纳米金催化剂
333
第4期徐云鹏等:贵金属固体催化剂的纳米结构及催化性能
所应用的一个代表性反应就是一氧化碳的氧化.对于该反应,纳米金催化剂在室温下就能显示出相当高的催化活性,而且在400K以下其催化活性远高于其他贵金属催化剂的活性.Valden等[45]对Au/ TiO2催化剂进行了比较详细的研究,他们发现一氧化碳氧化反应的转换频率在金粒子岛的粒径为3 nm时达到最高值.该金粒子呈扁平岛状,由两到三层金原子组成;这个尺寸的金粒子失去其部分金属性,其高的催化活性与之密切相关[45,46].对这种关系的一种比较合理的解释是,当金粒子岛的粒径为3nm左右时,TiO2载体表面具有金属性的金原子数与其整个外表面金原子数的比值达到最佳.另外,在乙炔加氢反应中,纳米金催化剂的催化活性随金粒子大小的变化规律与其催化一氧化碳氧化反应的变化规律非常相似.Jia等[47]考察了Au/Al2O3催化剂对上述两个反应的催化活性,发现两个反应的转换频率都是在金粒子粒径为3nm左右时达到最高值.
铂、钯、铑及钌等贵金属与金有所不同,它们即使以大于纳米级的颗粒存在时,对某些特定反应(负的结构敏感类反应)也具有很高的催化活性[48].对于正的结构敏感类反应,纳米铂、钯、铑和钌等催化剂则显示出非常高的催化活性.Dominguez2Quin2 tero等[49]的实验结果表明,钯粒子粒径为119nm 的Pd/SiO2催化剂对12己烯、苯、22己烯酮、环己烯和环己烯酮的加氢反应表现出非常高的催化活性,其中12己烯加氢反应的TOF值可达38250h-1.
Jacobsen等[50]研究了负载型钌催化剂上的合成氨反应,计算了钌晶粒上B5型活性位的数量随粒晶大小的变化规律.计算结果表明,钌晶粒粒径为2nm左右时,B5型活性位的数量达到最大值,对合成氨反应具有最高的催化活性.
严前古等[51]考察了Pt/Al2O3和Pt/CeO2/ Al2O3催化甲烷部分氧化制合成气反应.实验发现, Pt/Al2O3催化剂中铂的晶粒较大(21nm),且在反应过程中容易烧结导致催化剂失活;添加铈的Pt/ CeO2/Al2O3催化剂中铂的晶粒明显变小(8～9 nm),催化剂显示有更高的甲烷转化率和合成气选择性,催化剂的稳定性也得到了提高.
Hanaoka等[52]研究了Rh/SiO2催化剂上乙烯加氢和加氢甲酰化反应,考察了铑粒子大小对其催化活性的影响.对于乙烯加氢甲酰化反应,当铑粒子晶粒小于3nm时,TOF值迅速增大,表明高分散的纳米级铑催化剂对该反应有利;对于乙烯加氢反应,铑粒子粒径为4nm左右时,反应的TOF值达到最大.
纳米级贵金属粒子催化剂具有高活性主要有以下两个原因:(1)纳米粒子的表面结构及其几何学特点,(2)纳米粒子的电子特性[44].随着贵金属粒子尺寸的减小,粒子的比表面积逐渐增大,分散度逐渐升高,表面原子分数逐渐增大.以铂粒子为例,粒径对催化剂表面性质的影响如表1所列.可以看出,直径为2nm的球形铂粒子的比表面积和表面原子分数(暴露度)分别可达139m2/g和01617.如此大的比表面积和表面原子分数使得金属粒子的粗糙度增加,即角、阶和棱等缺陷数量增加,从而使金属粒子的吸附性质明显有别于光滑表面的性质.更为重要的是,这种纳米级的金属粒子表面往往会出现更多的具有特定结构的高催化活性位(活性中心),如B5型活性中心[50].这些表面结构和几何学特点对催化反应是非常有利的.
表1 铂粒子粒径对催化剂表面性质的影响
Table1 Effect of Pt particle size on catalyst surface properties[41] d/nm N(Pt)A/(m2/g)FE
2 2271390.617
42219700.308
67483470.205
817748350.154
1034702280.123
d Pt particl
e diameter,N Atomic number,A Specific
surface area,FE Atomic fraction exposed
另外,由于纳米金属粒子中原子数目是有限的,其电子特性是自由原子分立能级与体相金属连续能带之间的过渡状态.在大的金属粒子中原子的电子能级彼此很接近,它们相互重叠而形成能带.能带中相邻能级之间的距离(δ)的估算公式为[43]:
δ≈ε
F
/N
式中εF代表费米能级,N代表金属粒子中的原子数.当相邻能级之间的距离大于热能k T时,能级开始分立,能带消失,金属粒子失去其金属性质.经计算,室温下N约为400时,金属粒子的金属性质消失.此时的金属粒子大小为2nm左右.由此可知,2nm是贵金属粒子电子性质发生重要变化的临界尺寸;这一临界尺寸的纳米贵金属粒子完全或部分失去其金属性质.这种电子特性直接影响金属与吸附原子或分子之间的相互作用能力,也是其具有特殊或较高催化活性的另一个重要原因[43].
433催 化 学 报第25卷
3 负载型贵金属催化剂上的短程有序结构
在多相催化反应过程中,反应物分子在催化剂表面进行吸附和转化,生成产物随后发生脱附.这些过程与催化剂表面活性中心的结构、性质及其分布密切相关.在真实的催化剂上,催化活性中心的尺寸往往处于纳米以下甚至原子级,这种结构在长程上是无序的,而在短程上具有一定的配位环境和排列规则,是有序的.K ou等[12]在负载型催化剂的无定形理论中也指出,在催化行为中处于首要地位的是催化剂上的短程有序结构(即活性中心),这种短程有序结构基本上处于2～3nm.为了在分子水平上准确测定这种短程有序结构,人们采用了多种物理化学方法[44],如分子束法、慢电子衍射法、电子俄歇光谱、伦琴光电子光谱、真空隧道显微镜、核磁共振、电子顺磁共振、拉曼光谱、量热法、程序升温还原法、程序升温脱附法、红外光谱、X射线吸收精细结构(XAFS)法和穆斯堡尔谱,等等.其中,基于散射现象发展起来的XAFS方法能够测定中心原子(一般为金属原子)周围近邻配位原子的分布情况(配位数和键长),可以同时适用于晶体和非晶体系,是研究多相催化剂短程有序结构的有效方法[53].如果以吸收边为能量的零点,XAFS技术从能量上可以分为低能量区域的X射线近边吸收结构(XANES)(<70eV)和较高能量区域的EXAFS(50～1000eV).人们利用XAFS方法,对贵金属负载型催化剂活性中心的短程有序结构进行了大量的研究.
Fung等[54]利用XAFS技术从原子水平上描述了负载型贵金属催化剂表面的几何结构,并给出了确切的表面结构模型.他们考察了Re/γ2Al2O3催化剂上金属铼的分布,在以[H3Re3(CO)12]配合物为前驱体制备的催化剂上,存在筏状的三原子铼锚定在γ2Al2O3表面上,Re2Re键的平均键长为01267 nm,并且含有两种Re2O键,其键长分别为01205和01258nm.根据这些实验数据,构建了金属铼在γ2 Al2O3表面上的结构模型:在γ2Al2O3的(111)面上,筏状的三原子铼Re3锚定在表面氧上,铼的配位数为210,Re2Re键长为01267nm,略小于体相中的Re2Re键长(01274nm);键长为01205nm的Re2 O键表明铼与γ2Al2O3(111)面存在较强的金属2载体相互作用,而铼与γ2Al2O3(111)面较弱的相互作用产生了另一种较长的Re2O键(01258nm).
双金属催化剂是一类重要的实用性催化剂,在石油炼制和石油化工中有着广泛的应用.在双金属催化剂中,第二种金属的添加往往提高了催化剂的催化活性、选择性或者稳定性,于是人们注意到双金属催化剂的活性中心结构可能由于第二种金属的添加而与单一金属催化剂有所不同.负载型双组分贵金属催化剂是最常见的双金属催化剂,广泛应用于加氢、脱氢及重整反应过程中.这类催化剂多是以Re,Fe和Sn等作为第二组分加入到负载型Pt,Pd 和Rh等单金属贵金属催化剂中,使其催化性能得到极大的改善[55].早期的研究结果表明,催化剂中双金属合金结构的形成是造成催化剂活性提高的原因[56].后来,人们借用先进的物理表征技术和原位观测手段进行较为详细的研究结果表明,在真实的催化反应条件下,负载型双组分催化剂中双金属的结构组成一般不是简单的合金态,而是由金属、金属氧化物及载体共同组成的复杂体系.
图1 γ2Al2O3载体表面的Pt2M1活性中心示意图
Fig1 Schematic diagram of Pt2M1active sites on
surface ofγ2Al2O3support[55]
Lin等[55,57～61]对负载型双组分贵金属催化剂进行过深入的研究.结果表明,具有较高活性的催化剂中,贵金属组分(Pt和Rh等)均以还原态的金属形式存在,并以高分散状态锚定在助剂金属(Sn 和Fe等)氧化物表面上,而这些助剂金属氧化物高度分散在载体(γ2Al2O3和TiO2等)上,在催化剂表面形成一种三明治状“夹心”结构的活性中心,它是一种短程有序的表面结构.以γ2Al2O3负载的高分散Pt2Sn及Pt2Fe双组分催化剂为例,Lin等[55]通过原位M¨
o ssbauer谱、Pt LⅢ边EXAFS谱和H2吸附等对催化剂表面的短程有序结构进行了深入细致的研究.结果表明,Sn或Fe均以氧化物形式存在于γ2Al2O3载体表面,而Pt则以高分散的金属状态存在,说明这两种负载型双组分催化剂中双金属的结构组成不是简单的合金态.实验还发现,上述两种催化剂表面均存在两类表面Pt活性中心,即M1中心和M2中心.M1中心为直接锚定在γ2Al2O3载体表面的Pt活性中心,如图1所示[55].
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第4期徐云鹏等:贵金属固体催化剂的纳米结构及催化性能
M2中心则为锚定在高度分散在γ2Al 2O 3载体
上的Sn 或Fe 氧化物表面的Pt 活性中心,并形成Pt 2Sn (Fe )O x /γ2Al 2O 3“夹心”
结构,如图2所示[55]
.图2 γ2Al 2O 3载体表面的Pt 2M2活性中心示意图
Fig 2 Schematic diagram of Pt 2M2active sites
on surface of γ2Al 2O 3support [55]
实验中将异丁烷脱氢反应结果、催化剂积炭及
再生性能与两类活性中心(M1与M2)进行了的关联.结果表明,M1中心对低温吸附氢有利,对烃类氢解有主要贡献,易为积炭覆盖;M2中心对高温吸附氢有利,对烷烃脱氢反应有主要贡献,不易为积炭
覆盖.Sn 或Fe 引入Pt/γ2Al 2O 3催化剂后,促进了
M1中心向M2中心的转化,从而提高了异丁烷脱氢反应的选择性和稳定性,结果列于表2.
表2 γ2Al 2O 3负载的Pt ,Pt 2Sn 和Pt 2Fe 催化剂上
异丁烷脱氢反应性能
Table 2 Reaction performance of isobutane dehydrogenation over
different catalysts at 580℃[55]
Catalyst X (i 2C 04)/%
15min 180min S (i 2C =4)/%
15min 180min Pt/γ2Al 2O 3
30.714.577.191.4Pt 2Sn (C )/γ2Al 2O 349.042.998.598.8Pt 2Sn (S )/γ2Al 2O 348.335.397.095.7Pt 2Fe/γ2Al 2O 331.8
18.8
94.1
95.4
C
prepared by complexation ,S prepared by separated
impregnation
Lin 等[56]利用XAFS 方法对Pt 2Fe/γ2Al 2O 3双组分催化剂表面的短程有序结构进行了详细的研究.他们利用Pt L Ⅲ和Fe K 边XAFS 对Pt 和Fe 在催化剂表面的分布特点进行了考察,结果列于表3.
表3 Pt/γ2Al 2O 3和Pt 2Fe/γ2Al 2O 3催化剂上Pt 和Fe 的EXAFS 分析拟合结果
Table 3 Fitting results of EXAFS for Pt and Fe of different catalysts [57]
Catalyst Edge n
S 20
Shell CN d /nm σ2
R 2factor
Pt/Al 2O 3
Pt L Ⅲ
20.55Pt 2O 2.40.211(1)0.0000.10
Pt 2Pt 0.60.272(2)0.001Pt 2Pt 3.30.314(2)0.005Pt 2Pt
2.10.383(4)0.014Pt 2Fe/Al 2O 3Pt L Ⅲ20.55Pt 2O
3.50.211(1)0.0000.09Pt 2Pt 0.80.275(2)0.004Fe K
3
0.55
Fe 2O 5.30.196(2)0.0040.12
Fe 2Fe 1.00.298(4)0.003Fe 2Fe 2.00.341(2)0.001Fe 2Fe
0.7
0.402(3)
0.005
n
n value in ln k n ,S 0
reduction factor ,CN coordination number
XAN ES 结果表明,在还原后的催化剂表面产生了高分散的零价Pt 原子,而前驱物Fe 2O 3被还原为分散良好的FeO.EXAFS 结果表明,在经还原的01375%Pt/γ2Al 2O 3单金属催化剂表面,只有一种键长为01211nm 的Pt 2O 键,每个Pt 原子有6个近邻,有3种不同的距离,分别为01272,01314和01383nm.Pt 原子的平均配位数为6.然而,01375%Pt 201537%Fe/γ2Al 2O 3双组分催化剂表面的Pt 原子只有一种近邻,距离为01275nm ,Pt 原子的平均配位数只有018.Pt 2O 配位数为315,这表明Pt 很可能以二维状态分布在γ2Al 2O 3表面,每个Pt 原子有3个氧近邻.
根据XAFS 数据,可以勾画出一种直观的Pt 2Fe/γ2Al 2O 3催化剂表面模型,如图3所示.这是一种夹心的三明治模型,它与K ou 等[12]提出的催化剂无定形理论符合得很好,即催化剂表面呈现出一种长程无序而短程有序的结构.这种夹心结构的具体形式是,Fe 以Fe 17O 19的形式填充在Pt 和γ2Al 2O 3之间,Pt 以三聚体、二聚体或单聚体的形式散乱地分布在Fe 氧化物的表面.而这种短程有序的夹心结构模型就是文献[55]所述的M2中心可能的存在形式;这种几何结构可能是导致Pt 2Fe/γ2Al 2O 3催化剂在异丁烷脱氢反应中具有较高选择性和稳定性的原因.
633催 化 学 报第25卷
图3 Pt2Fe/γ2Al2O3催化剂上短程有序的夹心结构模型示意图
Fig3 Schematic diagram of surface structural model of Pt2Fe/γ2Al2O3after reduction[57
]
4 展望
纳米体系是从宏观尺寸过渡到分子级和原子级的桥梁,其在电子、磁、光学及其它物化性质方面有着自身显著的特点.在纳米体系催化剂上,其独特的表面结构和电子性质决定了反应物同活性组分表面相互作用的性质,并最终决定了多相催化中纳米体系的活性和选择性.以纳米粒子催化剂为例,其催化活性和产物选择性强烈地依赖于粒子的大小、形状、表面结构、电子性质以及它们的体相和表面组成.对于纳米贵金属粒子催化剂体系,尤其是金催化剂的研究已经充分证明了这一点.随着纳米体系催化剂组成及结构表征手段和技术的发展,人们将在分子水平上更清楚地了解催化活性与催化剂表面结构的关系,例如了解哪些结构位点具有高活性,选择性如何,它们的电子性质、结构和组成有何特点等等.进而随着纳米体系制备技术的发展,人们将能够根据自己的意愿和实际反应的需要去设计和制备催化剂,例如控制载体的孔道,负载组分粒子的大小、形状,以及活性中心的组成和结构.
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(Ed W GZh)
833催 化 学 报第25卷
纳米催化剂
纳米催化剂进展 中国地质大学，材化学院，武汉430000 摘要：简要介绍了纳米催化剂的基本性质、其相对于其他催化剂的优势，并较详细地介绍了纳米催化剂类型、部分应用以及相对应类型催化剂例子的介绍，以及常见的制备方法及其表征手段，最后介绍了部分国内和国外纳米催化剂的应用，并对其发展方向进行一定的预测。 关键词：纳米催化剂应用制备催化活性进展 近年来, 纳米科学与技术的发展已广泛地渗透到催化研究领域, 其中最典型的 实例就是纳米催化剂(nanocatalysts—NCs)的出现及与其相关研究的蓬勃发展。NCs具有比表面积大、表面活性高等特点, 显示出许多传统催化剂无法比拟的优异特性；此外, NCs还表现出优良的电催化、磁催化等性能,已被广泛地应用于石油、化工、能源、涂料、生物以及环境保护等许多领域。本文主要就近年来NCs 的研究进展进行了综述。 1.纳米催化剂的性质 1.1表面效应 通常所用的参数是颗粒尺寸、比表面积、孔径尺寸及其分布等，有研究表明，当微粒粒径由10nm减小到1nm时, 表面原子数将从20%增加到90%。这不仅使得表面原子的配位数严重不足、出现不饱和键以及表面缺陷增加, 同时还会引起表面张力增大, 使表面原子稳定性降低, 极易结合其它原子来降低表面张力。此外,Perez等认为NCs的表面效应取决于其特殊的16种表面位置, 这些位置对外来吸附质的作用不同, 从而产生不同的吸附态, 显示出不同的催化活性。 1.2体积效应 体积效应是指当纳米颗粒的尺寸与传导电子的德布罗意波长相当或比其更小时, 晶态材 料周期性的边界条件被破坏, 非晶态纳米颗粒的表面附近原子密度减小, 使得其在光、电、声、力、热、磁、内压、化学活性和催化活性等方面都较普通颗粒相发生很大变化,如纳米级胶态金属的催化速率就比常规金属的催化速率提高了100倍。 1.3量子尺寸效应 当纳米颗粒尺寸下降到一定值时, 费米能级附近的电子能级将由准连续态分裂为分立能级, 此时处于分立能级中的电子的波动性可使纳米颗粒具有较突出的光学非线性、特异催化
贵金属催化剂基础知识 2016-04-17 13:02来源：内江洛伯材料科技有限公司作者：研发部 各种贵金属催化剂 贵金属催化剂已经有很长的历史了，它的工业应用可以追溯到19世纪的70年代，以铂为催化剂的接触法制造硫酸的工业。1913年，铂网催化剂用于氨氧化制硝酸；1937年Ag/Al2O3催化剂用于乙烯氧化制环氧乙烷；1949年，Pt/Al2O3催化剂用于石油重整生产高品质汽油；1959年，PdCl2-CuCl2催化剂用于乙烯氧化制乙醛；到上世纪60年代末，又出现了甲醇低压羰基合成醋酸用铑络合物催化剂。从上世纪70年代起，汽车排气净化用贵金属催化剂（以铂为主，辅以钯、铑）大量推广应用，并很快发展为用量最大的贵金属催化剂。 贵金属催化剂的英文名称是precious metal catalyst，它主要是以铂族金属（Platinum Group Metal ）为主的铂（Pt）、钯（Pd）、钌（Ru）、铑（Rh）、铱（Ir）、锇（Os）等为催化活性组分的载体类非均相催化剂和铂族金属无机化合物或有机金属配合物组成的各类均相催化剂。铂族金属由于其d电子轨道都未填满，表面易吸附反应物，且强度适中，利于形成中间“活性化合物”，具有较高的催化活性，同时还具有耐高温、抗氧化、耐腐蚀等综合优良特性，成为最重要的催化剂材料。 按催化剂的主要活性金属分类，常用的有：铂催化剂、钯催化剂和铑催化剂、钌催化剂等。贵金属催化剂由于其无可替代的催化活性和选择性，在石油、化工、医药、农药、食品、环保、能源、电子等领域中占有极其重要的地位。在石油和化学工业中的氢化还原、氧化脱氢、催化重整、氢化裂解、加氢脱硫、还原胺化、调聚、偶联、歧化、扩环、环化、羰基化、甲酰化、脱氯以及不对称合成等反应中，贵金属均是优良的催化剂。 在环保领域贵金属催化剂被广泛应用于汽车尾气净化、有机物催化燃烧、CO、NO氧化等。在新能源方面，贵金属催化剂是新型燃料电池开发中最关键的部分。 在电子、化工等领域贵金属催化剂被用于气体净化、提纯。催化技术是当今高新技术之一，也是能产生巨大经济效益和社会效益的技术。发达国家国民经济总产值的20%~30%直接来自催化剂和催化反应。化工产品生产过程中85%以上的反应都是在催化剂作用下进行的。 据分析表明，世界上70%的铑、40%的铂和50%的钯都应用于催化剂的制备。
纳米金催化剂及其应用 一．纳米金催化剂的发展 早在1972年，Bond在一篇综述中就指出，第Ⅷ族金属，特别是钯、铂的催化活性都要远高于金的催化活性。金属催化剂主要使用第Ⅷ和ⅠB族的12个金属。用得最多的是3d金属元素Fe、Co、Ni、Cu，4d金属元素R h、Pd、Ag，以及5d金属元素Pt。因此在选用催化剂活性组分的时候，很少在第一时间考虑使用金。1985年Schwank的综述中则这样的评价金的催化剂性：尽管本身不具有反应活性，但金的存在，能够影响第Ⅷ族金属的活性和选择性。而到1999和2000年，Bond和Thompson就金的催化行为相继发表综述性的文章。这足以证明，金已经被作为一种具有优异催化性能的金属元素来使用。特别是在一些多相或者均相反应中，金的催化活性和选择性引起了人们的广泛注意。而这个有无到有、到丰富的过程，仅仅花了15年。在这15年的时间里，大量的研究工作彻底改变了改变了人们对金催化惰性本质的看法。 20世纪80年代中期，关于金催化剂的研究，相继出现了两个突破性进展。1985年发现，英国威尔士大学的Hutching教授，发现纳米金催化剂是催化乙炔氧氯化反应最好的催化剂：1987年，日本学士春田正毅博士发现，负载型纳米催化剂具有低温催化CO的功能。这些研究工作，在当时并没有引起高度重视，但是自从进入20世纪90年代，越来越多的人意识到将纳米金负载在氧化物载体上所产生的新的多相催化行为，对丰富催化剂的制备科学以及催化理论将产生重要影响。 20世纪90年代中期，有关纳米金的研究引起一些国家的注意。在日本美国英国以及意大利等发达国家，集中了相当的人力物力展开此方面的科学研究。有关纳米金方面的研究论文如雨后春笋般见诸各期期刊。关于金催化剂的研究呈现出不断深入逐步扩展的局面。目前，以纳米金作为主题的国际性催化会议，已经举办了三次，也进一步说明，学术界以及产业部门对金的催化作用给予极大的关注，并预示着金催化剂具有不断增长更广泛的应用前景。与此同时，我国在此方面的研究也逐步展开。 二．纳米金催化剂的性质 1.金的物理化学性质 在自然界中，金只以一种稳定的非放射性的同位素形式存在。在任何温度下，空气和氧气对金都不起氧化作用。在所有金属元素中，货币金属属于非稳定的一类，它们的稳定性按电离能力排列为金>铜>银。由于离子半径大，铜银金的金属晶体构型为立方面心晶格，具有熔点沸点高的特点。单组分金属得到的催化剂耐热性差，对使用温度的要求比较苛刻，因此，在工业上为了防止催化剂的失活，要求一定要有适当的助催化剂或载体。 金的熔点汽化热比银要大，较接近铜，这说明金原子之间的键强较强。精确测量表明，金原子金属半径比银稍小。金的电负荷性非常高，只比硫和碘稍稍电正性一点，其亲电子性比氧还强。事实上，金可以一-1价的稳定氧化态存在。另外，进容易于铜铝钛等形成一定组合的合金。 在所有元素中，金的收缩率最大，其半径比没有相对论影响的情况下收缩了15%。金的物理化学性质，可能与其特殊的6s价的电子的半径有关。由于6s价的电子的束缚能被加强，因此导致金很高的电负性和化学惰性。 2.金的催化特性 金的第一电离能力很大，很难失去电子，因此金与表面分子之间的互相作用力通常是很弱的。在低于200℃的温度下，在单晶金的表面，连极具反应活性的分子，如氢氧等，都不易吸附。由于分子在催化剂表面的吸附是催化反应的先决条件，因此可以认为单质金对氢化反应和氧化反应不具有很好的活性。金不具有很好的催化活性，事实上，金催化剂具有催化活性的前提是制备得到高分散的纳米级的金粒子。 3.纳米金粒子的吸附作用 传统方法制备的负载型金催化剂，活性较差，主要是因为它不像其它贵金属催化剂一样高分散。而现在制备得到的粒径在3mm-10mm的纳米催化剂，则显示了特别的优异的催化活性。 纳米粒子是指粒子尺寸为纳米数量级的超细粒子，它的尺寸大于原子簇，小于普通的粒子。纳米粒子是由有限数量的原子或分子组成的，是保持原来物质化学性质并处于亚稳态的原子团或分子团。纳米粒子的表面原子所处的的晶体场环境及结合能与内部原子有所不同，存在许多悬空键，具有不饱和的性质，因而极易与其它原子相结合，所以，具有很高的化学活性，同时也容易吸附其它原子发生化学反应。这种表面原子的活性，不但引起纳米粒子表面构型的变化，同时，任何发生在表面的化学反应，都会因为纳米粒子的存在而表现不同。 随着粒径的减小，金催化剂表面的化学吸附及反应活性相比块体金出现了明显变化：①表面原子的比
第十七次全国电化学大会1碳封装非贵金属催化剂及其电催化特性 邓德会*，包信和* （中科院大连化学物理研究所，辽宁，大连，116023,E-mail:dhdeng@https://www.doczj.com/doc/a812348506.html,;xhbao@https://www.doczj.com/doc/a812348506.html, ） 贵金属替代催化剂已成为电催化中一个重要的研究热点。然而，目前制约非贵金属电催化剂应用的一个最大问题就是催化剂的不稳定性。尤其是在过电位或强酸、强碱等苛刻环境下，非贵金属容易被过度氧化而腐蚀掉，如在质子交换膜燃料电池中，非贵金属如铁或钴基催化剂在电池工作的酸性环境下将会被迅速溶蚀，从而使电池很快失去催化活性。因此如何设计具有高活性且持续稳定的非贵金属催化剂成为电催化领域一个极具挑战的研究课题。 我们利用豆荚状碳纳米管封装的金属铁催化剂（Pod-Fe ）作为模型，发现碳层封装的金属铁能够在酸性条件下有效地催化质子交换膜燃料电池的阴极氧还原反应，由于有了碳层的保护，避免了酸性介质对金属铁的腐蚀，而催化活性来自于“穿过”（Penetrating through ）碳管管壁的金属d 电子。在此基础上，我们发现通过减少金属周围的碳层厚度或增加碳层上杂原子如氮原子的数目可以有效促进金属上的电子转移，进一步降低了碳层表面的功函并显著增强了碳层表面的氧还原活性。该类催化剂在质子交换膜燃料电池和电解水制氢上表现出了优异的催化活性和稳定性。由该工作发展出来的为催化剂“穿铠甲”（Chainmail for catalyst ）的概念为未来对在苛刻条件下运行的非贵金属催化剂的设计和制备提供了新的研究思路。 a b c d Fig.1a-b)TEM images of Pod-Fe;c)PEMFC durability test of these catalysts in presence of 10ppm SO 2 in air;d)A schematic representation of the ORR process at the surface of Fe 4@SWNT model. 本研究为国家自然科学基金（No.21303191）和中科院大连化物所百人计划共同资助项目。参考文献： 1. Dehui Deng,Liang Yu,Xiaoqi Chen,Guoxiong Wang,Li Jin,Xiulian Pan,Jiao Deng,Gongquan Sun,and Xinhe Bao,Angew.Chem.Int.Ed.,2013,52,371–375(Highlighted on C&E news,90(2012)17).2. Lidong Wu,Dehui Deng,Xianbo Lu,and Jiping Chen,Biosensors and Bioelectronics ,2012,35,193–1993. Dehui Deng,Liang Yu,Xiulian Pan,Shuang Wang,Xiaoqi Chen,P.Hu,Lixian Sun,and Xinhe Bao,Chemical Communications ,2011,47,10016–10018.4. Dehui Deng,Xiulian Pan,Liang Yu,Yi Cui,Yeping Jiang,Jing Qi,Wei-Xue Li,Qiang Fu,Xucun Ma,Qikun Xue,Gongquan Sun,and Xinhe Bao,Chemistry of Materials ,2011,23,1188–1193(Most Read Articles for Q12011).5.Dehui Deng,Xiulian Pan,Hui Zhang,Qiang Fu,Dali Tan,and Xinhe Bao,Advanced Materials ,2010,22,2168-2171(Most accessed articles in Apr.2010). Non-Precious Metal Encap Encaps s u la lated ted in Carbon as Catalyst Catalysts s for Electrocatalysis Dehui Deng,Xinhe Bao (Dalian Institute of Chemical Physics,Chinese Academy of Sciences,Dalian,Liaoning,116023E-mail: dhdeng@https://www.doczj.com/doc/a812348506.html,;xhbao@https://www.doczj.com/doc/a812348506.html, )
纳米催化剂及其应用 四川农业大学化学系应用化学201401 徐静20142672 摘要：近年来，纳米科学与技术的发展已广泛地渗透到催化研究领域，其中最典型的实例就是纳米催化剂(nanocatalysts——NCS)的出现及与其相关研究的蓬 勃发展。纳米材料具有独特的晶体结构及表面特性,其催化活性和选择性大大高于传统催化剂,目前已经被国内外作为第 4 代催化剂进行研究和开发。本文简要 介绍了纳米催化剂的基本性质、独特的催化活性等；并较详细地介绍了纳米催 化剂分类以及常见的制备方法；最后对其研究动态进行了分析，预测了其可能 的发展方向。 关键词：纳米催化剂材料制备催化活性应用 Nano - catalyst and its application Abstract: In recent years, the development of nano-science and technology has been widely penetrated into the field of catalysis research. The most typical example is the emergence of nanocatalysts (NCS) and the flourishing of related research. Nanomaterials have unique crystal structure and surface characteristics, and their catalytic activity and selectivity are much higher than those of traditional catalysts. At present, they have been researched and developed as the 4th generation catalyst at home and abroad. In this paper, the basic properties of nanocatalysts and their unique catalytic activity are briefly introduced. The classification of nanocatalysts and their preparation methods are introduced in detail. At the end of this paper, the research trends are analyzed and the possible development trends are predicted. Key words: nanocatalyst material preparation catalytic activity application 催化剂又称触媒，其主要作用是降低化学反应的活化能，加速反应速率， 因此被广泛应用于炼油、化工、制药、环保等行业。催化剂的技术进展是推动 这些行业发展的最有效的动力之一。一种新型催化材料或新型催化剂工业的问世，往往引发革命性的工业变革，并伴随产生巨大的社会和经济效益。1913 年，
贵金属催化剂及新材料大显身手 铂族金属具有优良的催化活性，较高的选择性、较长的使用寿命和可回收再生等优点，其研究和开发对工业和社会发展意义重大，今后许多领域必将是铂催化剂大显身手的时代。 化学及石油化工用催化剂。80%以上的化学反应与催化有关，铂族金属催化剂在其中占有重要地位。如硝酸工业氨氧化用铂铑，或有铂钯铑催化网，70年来一直是硝酸工业核心。几乎年有的精细化工与贵金属催化剂有关使用载体催化剂，并向均相多功能催化剂方向发展。提高汽车油辛烷值的石油重整，一直离不开铂及铂及铂等基催化剂，另外，裂化、另氢等催化剂也多以铂或钯为基。 一碳化学用催化剂、一碳化学指以煤及燃气，即甲烷、一氧化碳、甲醇等分子内含一个碳原子的物质为原料，制备各种化学制品和新兴工业领域。这方面最前途的是铂族金属配合物或金属化物催化剂。 废气净化用催化剂，主要是汽车废气的处理，目前的发展趋势是：薄壁蜂窝和三元催化系统；采用氧传感器、电子计算机空燃比反馈控制系统，可以同时消除废气中的一氧化碳、碳氢化合物和氮氧化物；同时求降代催化剂中铂族金属含量。 某些粒小于1m的贵金属，其导电性、光学活性。、低温磁化率、比热、核磁张弛等方面出现能级断续性的异常现象，而且表面活性增大，着火点下降。可应用于催化剂、传感器、低温烧结、导电浆料、太阳能吸引膜、稀释冷冻绝热材料等方面。
将镀金的金属纤维和金属粉末混入高分子材料，如橡胶，制成各向导电性橡胶可用于发光二极管、液晶元件、混合集成电中中。用铂族金属有化合物使聚乙炔、石墨层间化合物导电化也可制面导电率与银铜相匹敌的导电性高分子材料。 目前研究的贵金属非晶态合金有铂、金、钯、铑、铱有合金系。主要用途是催化剂、磁电机材料、电极材料、储氢材料、高强度材料、焊料等。 在钛中加入0.2%的钯，大大地提高了钛的抗腐蚀能力。在不锈钢中加入0.1 ~ 3%的铂，使不锈钢的腐蚀量减少到原来的1/10。最近提出的耐蚀合金还有：Ti - Ru - W(mO或Ni)系合金。 不锈钢表面有0.003 m的钝化膜，因此导电性变差，不能钎焊，限制了在电子工业中的应用。但是只要在不锈钢表面镀0.1~0.5 m厚的金，就有了导电性和钎焊性，从而开辟了在电子工业中的应用。贵金属应用极广，在高新技术的发展中处于重要地位。随着科学技术的发展，其应用领域和用途还会扩大，起越来越重要作用。 【关于中国稀有金属网】简称中稀网，https://www.doczj.com/doc/a812348506.html,，中国稀有金属门户网站，品种涵盖锗、铟、镓、硒、碲、锑、铋、钽、铌、铼、钨、钼、锰、钴、铍等稀贵金属，提供稀有金属价格、稀有金属资讯、稀有金属行情、稀有金属商机、稀有金属会议以及行业上下游生态链资讯信息服务。
2019年贵金属催化剂企业发展战略和经营计划 2019年4月
目录 一、行业发展趋势 (5) 二、公司核心竞争力 (6) 1、技术研发优势 (6) 2、产品性能优势 (6) 3、服务响应优势 (7) 4、产品品牌优势 (7) 5、循环再生优势 (7) 三、公司发展战略 (8) 四、公司经营计划 (8) 五、风险因素 (9) 1、原材料价格波动的风险 (9) 2、市场风险 (10) 3、主要客户相对集中的风险 (10) 4、对供应商存在依赖的风险 (11)
贵金属催化剂的应用几乎涉及到各行各业，是国民经济发展的重要基础。催化剂作为新材料已经被纳入国家发展的重点和支持领域，贵金属催化剂以其优良的活性、选择性及稳定性而倍受重视，广泛用于加氢、脱氢、氧化、还原、异构化、芳构化、裂化、合成等反应，在化工、石油精制、石油化学、医药、环保及新能源等领域起着非常重要的作用，成为最重要的催化剂材料之一。 贵金属催化剂作为我国新材料的重要组成部分，是国家大力提倡和鼓励发展的产业，在我国经济发展中的地位非常重要。贵金属催化剂的下游行业主要是汽车尾气净化、石油化工、精细化工、原料药合成、环保化学等行业，作为下游行业重要的支撑性材料，下游行业的蓬勃发展为贵金属催化剂行业高增长奠定基础，特别是汽车尾气净化、燃料电池、精细化工等领域的发展将成为未来贵金属催化剂需求增长的主要动力。 我国贵金属催化剂生产企业起步较晚，2000年之前，国内贵金属催化剂基本依靠进口，目前国内贵金属催化剂行业发展处于成长期，技术处于追赶国际催化剂龙头企业的过程中。随着国内企业品牌效应的提升、研发能力的加强和产品质量的提高，及国家相关政策对国有大型石油化工企业使用国产贵金属催化剂的推动和支持，国内的贵金属催化剂产品将实现对国外产品的进口替代。公司主要产品汽车尾气净化催化剂质量稳定、性能良好，得到客户的认可，正逐步替代外资企业产品。 我国作为一个贵金属催化剂消费大国，每年产生大量的废弃贵金
纳米催化剂综述 所谓纳米技术，是指在0.1~100纳米的尺度里，研究电子、原子和分子内的运动规律和特性的一项崭新技术。科学家们在研究物质构成的过程中，发现在纳米尺度下隔离出来的几个、几十个可数原子或分子，显著地表现出许多新的特性，而利用这些特性制造具有特定功能设备的技术，就称为纳米技术 纳米催化剂由于其高效的还原或氧化作用，在催化领域的应用非常广泛，与普通商用催化剂相比，表现出高活性和高选择性等优异的催化性能。在反应中，纳米催化剂的尺寸、形貌、表面性质等对其活性和选择性起到了关键的作用。纳米颗粒由于尺寸小，表面所占的体积分数大，表面的键态和电子态与颗粒内部不同，表面原子配位不全等，导致表面的活性位置增加，这就使纳米颗粒具备了作为催化剂的基本条件。随着粒径的减小，表面光滑程度变差，形成了凹凸不平的原子台阶，这就增加了化学反应的接触面。 纳米催化剂性质 ⒈表面效应 描述催化剂表面特性的参数通常包括颗粒尺寸、比表面积、孔径尺寸及其分布等。有研究表明，当微粒粒径由10nm减小到1nm时，表面原子数将从20%增加到90%。这不仅使得表面原子的配位数严重不足、出现不饱和键以及表面缺陷增加[，同时还会引起表面张力增大，使表面原子稳定性降低，极易结合其它原子来降低表面张力。此外，Perez等认为N Cs的表面效应取决于其特殊的16种表面位置，这些位置对外来吸附质的作用不同，从而产生不同的吸附态，显示出不同的催化活性。 ⒉体积效应 体积效应是指当纳米颗粒的尺寸与传导电子的德布罗意波长相当或比其更小时，晶态材料周期性的边界条件被破坏，非晶态纳米颗粒的表面附近原子密度减小，使得其在光、电、声、力、热、磁、内压、化学活性和催化活性等方面都较普通颗粒相发生很大变化，如纳米级胶态金属的催化速率就比常规金属的催化速率提高了100倍。 ⒊量子尺寸效应 当纳米颗粒尺寸下降到一定值时，费米能级附近的电子能级将由准连续态分裂为分立能级，此时处于分立能级中的电子的波动性可使纳米颗粒具有较突出的光学非线性、特异催化活性等性质。量子尺寸效应可直接影响到纳米材料吸收光谱的边界蓝移，同时有明显的禁带变宽现象；这些都使得电子/空穴对具有更高的氧化电位从而可以有效地增强纳米半导体催化剂的光催化效率，应用于石油、化工、能源、涂料、生物以及环境保护等许多领域。 催化剂的作用主要可归结为三个方面：一是提高反应速度，增加反应效率；二是决定反应路径，有优良的选择性，如只进行氢化、脱氢反应，不发生氢化分解和脱水反应；三是降低反应温度。近年来在纳米催化剂的研究方面已取得一些成果，体现了纳米催化剂的优越性。目前，纳米技术的研究主要向两个方向进行：一是通过新技术减少目前使用的材料如金属氧化物的用量；二是进行新材料的开发 目前，关于纳米粒子的催化剂有以下几种，即纳米金属催化剂，主要以贵金属为主，如Pt、Rh、Ag、Pd，非贵金属有Fe、Co、Ni等。第二种以氧化物为载体，把粒径为lnm-10nm的金属粒子分散到这种多孔的衬底上。衬底的种类很多，有氧化铝、氧化硅、氧化镁、氧化钛、沸石等。第三种是WC、γ-Al2O3、γ-Fe2O3等纳米聚合体或者是分散于载体上。 纳米催化剂在能源化学方面的一些应用 （1）燃煤纳米催化剂 我国是一个产煤大国，同时也是一个用煤大国，建国以来，煤炭在我国一次能源消费构成中占75%左右，预计到2050年这一比例仍将高达50%以上。在一个较长的时期内，煤炭仍将是我国能源中最主要的角色。建设资源节约型，环境友
2014年贵金属催化剂行业分析报告 2014年7月
目录 一、行业监管体系 (4) 1、主管单位及监管体制 (4) 2、行业协会及监管体制 (5) 3、行业主要法律法规及政策 (6) 二、行业周期性、季节性与区域性特点 (8) 1、周期性特征 (8) 2、区域性特征 (8) 3、季节性特征 (9) 三、影响行业发展的因素 (9) 1、有利因素 (9) （1）产业政策的扶持推动行业发展 (9) （2）国家推行循环经济促进贵金属催化剂循环利用的发展 (10) （3）国产贵金属催化剂逐步替代进口产品的趋势已形成 (10) （4）下游行业的市场需求增长为贵金属催化剂行业高增长奠定基础 (11) 2、不利因素 (11) （1）国内企业的生产研发技术水平相对落后 (11) （2）企业规模普遍较小，资金实力相对偏弱 (12) （3）复合型人才相对匮乏 (12) 四、行业进入壁垒 (13) 1、技术壁垒 (13) 2、市场壁垒 (13) 3、资金壁垒 (14) 4、人才壁垒 (14) 五、行业市场规模 (14)
1、上游产业关系 (14) 2、下游产业关系 (15) 3、行业生命周期 (16) 4、行业市场规模 (17) 六、市场竞争状况 (19) 1、庄信万丰 (20) 2、优美克 (21) 3、贺利氏 (21) 4、贵研铂业 (21)
一、行业监管体系 1、主管单位及监管体制 本行业涉及到的政府监管部门包括国家发展和改革委员会、工业和信息化部、国家质量监督检验检疫总局、国家环境保护部等，这些部门按照国家相关规定对不同的环节进行监管。 国家发展和改革委员会：拟订并组织实施国民经济和社会发展战略、中长期规划和年度计划，统筹协调经济社会发展。负责制定产业政策，研究该产业的发展方向，并提出相关措施，指引行业的发展方向。承担规划重大建设项目和生产力布局的责任，拟订全社会固定资产投资总规模和投资结构的调控目标、政策及措施，衔接平衡需要安排中央政府投资和涉及重大建设项目的专项规划。 工业和信息化部：制定并组织实施工业、通信业的行业规划、计划和产业政策，提出优化产业布局、结构的政策建议，起草相关法律法规草案，制定规章，拟订行业技术规范和标准并组织实施，指导行业质量管理工作。对于本行业的管理主要包括研究工业发展战略，指导工业行业技术法规和行业标准的拟订，审批、核准国家规划内和年度计划规模内工业固定资产投资项目，监测分析工业运行态势，统计并发布相关信息。 国家质量监督检验检疫总局：组织起草有关质量监督检验检疫方面的法律、法规草案，研究拟定质量监督检验检疫工作的方针政策，
贵金属催化剂的应用说明及历史 贵金属催化剂已经有很长的历史了，它的工业应用可以追溯到19世纪的70年代，以铂为催化剂的接触法制造硫酸的工业。1913年，铂网催化剂用于氨氧化制硝酸；1937年Ag／Al2O3催化剂用于乙烯氧化制环氧乙烷；1949年，Pt／Al2O3催化剂用于石油重整生产高品质汽油；1959年，PdCl2-CuCl2催化剂用于乙烯氧化制乙醛；到上世纪60年代末，又出现了甲醇低压羰基合成醋酸用铑络合物催化剂。从上世纪70年代起，汽车排气净化用贵金属催化剂(以铂为主，辅以钯、铑)大量推广应用，并很快发展为用量最大的贵金属催化剂。贵金属催化剂的英文名称是precious metal catalyst，它主要是以铂族金属（Platinum Group Metal ）为主的铂（Pt）、钯（Pd）、钌（Ru）、铑（Rh）、铱（Ir）、锇（Os）等为催化活性组分的载体类非均相催化剂和铂族金属无机化合物或有机金属配合物组成的各类均相催化剂。铂族金属由于其d电子轨道都未填满，表面易吸附反应物，且强度适中，利于形成中间“活性化合物”，具有较高的催化活性，同时还具有耐高温、抗氧化、耐腐蚀等综合优良特性，成为最重要的催化剂材料。按催化反应类别，贵金属催化剂可分为均相催化用和非均相催化用两大类。均相催化用催化剂通常为可溶性化合物(盐或络合物)，如氯化钯、氯化铑、醋酸钯、羰基铑、三苯膦羰基铑、碘化铑等。非均相催化用催化剂为不溶性固体物，其主要形态为金属丝网态和多孔无机载体负载金属态。金属丝网催化剂(如铂网、铂铑合金网等)的应用范围及用量有限。绝大多数非均相催化剂为载体负载贵金属型，如Pt／A12O3、Pd／C、Rh／SiO2、Pt-Pd／Al2O3、Pt-Rh／Al2O3等。在全部催化反应过程中，多相催化反应占80％～90％。按载体的形状，负载型催化剂又可分为微粒状、球状、柱状及蜂窝状。按催化剂的主要活性金属分类，常用的有：铂催化剂、钯催化剂和铑催化剂、钌催化剂等。贵金属催化剂由于其无可替代的催化活性和选择性,在石油、化工、医药、农药、食品、环保、能源、电子等领域中占有极其重要的地位。在石油和化学工业中的氢化还原、氧化脱氢、催化重整、氢化裂解、加氢脱硫、还原胺化、调聚、偶联、歧化、扩环、环化、羰基化、甲酰化、脱氯以及不对称合成等反应中，贵金属均是优良的催化剂。在环保领域贵金属催化
2017年贵金属催化剂行业市场分析报告
目录 贵金属催化剂是化工新材料发展的基础 (4) 铂钯铑等是最常用的贵金属催化剂 (4) 2021 年全球催化剂规模预计达 220 亿美元以上 (5) 多因素驱动贵金属催化剂行业发展 (5) 催化技术作为一种绿色环保技术，其发展得到国家大力支持 (5) 国产贵金属催化剂正逐步实现进口替代 (6) 贵金属催化剂回收利用开启新的生产渠道 (7) 贵金属催化剂下游应用持续增长 (8) 汽车尾气排放标准升级带动贵金属催化剂需求上升 (8) 燃料电池领域是贵金属催化剂的潜在市场 (11) 庞大的精细化工市场对贵金属催化剂的需求强劲 (13) 国际巨头垄断，国内贵金属催化剂企业处于成长中 (14) 西安凯立（ 834893.OC）:国内技术领先的贵金属催化剂供应商 (15) 公司简介 (15) 公司的竞争优势 (18) 未来的成长性 (18) 凯大催化（ 830974.OC）：均相催化剂行业的领导者 (19) 公司简介 (19) 公司的竞争优势 (22) 未来的成长性 (23) 陕西瑞科（ 430428.OC）：贵金属催化技术整体解决方案供应商 (23) 公司简介 (24) 公司的竞争优势 (26) 未来的成长性 (27) 风险提示 (28)
图表目录 图表 1：贵金属催化剂的类型 (4) 图表 2：多项政策助推催化剂产业的发展 (6) 图表 3：2016 年全球铂矿产量为 172 吨 (7) 图表 4：我国汽车保有量逐年提高， 2017 年一季度达到 3 亿辆 (8) 图表 5：国 V 及以上标准的汽车占比仅 10.5% (9) 图表 6：不同排放标准汽车的污染物排放量分担率 (10) 图表 7：燃料电池的主要类型 (12) 图表 8：燃料电池堆的成本构成 (12) 图表 9：我国的精细化工市场规模呈逐年增长趋势 (13) 图表 10：2016 年公司实现营业总收入 3.42 亿元 (15) 图表 11：2016 年公司归母净利润同比增长 31.55% (16) 图表 12：贵金属催化剂销售占公司营收的 76.3% (17) 图表 13：公司产品综合毛利率相对稳定 (17) 图表 14：2016 年公司收入大增，达到 1.73 亿元 (20) 图表 15：2016 年公司归母净利润 449 万元 (20) 图表 16：2016 年汽车尾气净化用催化剂占比大幅提高 (21) 图表 17：2016 年公司产品综合毛利率下降至 8.02% (21) 图表 18：2016 年公司实现营业收入 1.81 亿元 (24) 图表 19：2016 年公司归母净利润同比增长 60.6% (25) 图表 20：公司的销售收入主要来自贵金属催化剂销售 (25) 图表 21：2016 年公司综合毛利率达到 21.69% (26)
贵金属催化剂 贵金属催化剂(precious metal catalyst)一种能改变化学反应速度而本身又不参与反应最终产物的贵金属材料。几乎所有的贵金属都可用作催化剂，但常用的是铂、钯、铑、银、钌等，其中尤以铂、铑应用最广。它们的d电子轨道都未填满，表面易吸附反应物，且强度适中，利于形成中间“活性化合物”，具有较高的催化活性，同时还具有耐高温、抗氧化、耐腐蚀等综合优良特性，成为最重要的催化剂材料。 简史1831年英国菲利普斯(philips)提出以铂为催化剂的接触法制造硫酸，到1875年该法实现工业化，这是贵金属催化剂的最早工业应用。此后，贵金属催化剂的工业化应用层出不穷。1913年，铂网催化剂用于氨氧化制硝酸；1937年Ag／Al2O3催化剂用于乙烯氧化制环氧乙烷；1949年，Pt／Al2O3催化剂用于石油重整生产高品质汽油；1959年，PdCl2-CuCl2催化剂用于乙烯氧化制乙醛；到本世纪60年代末，又出现了甲醇低压羰基合成醋酸用铑络合物催化剂。从1974年起，汽车排气净化用贵金属催化剂(以铂为主，辅以钯、铑)大量推广应用，并很快发展为用量最大的贵金属催化剂。贵金属催化剂开发应用百余年(1875～1994年)来，其发展势头长盛不衰。新的品种、新的制备方法、新的应用领域不断出现，有关基础理论也在不断完善。随着科学技术的不断进步，贵金属催化剂将会在一些新领域中继续发挥重要作用。当然，由于贵金属资源稀少、价格昂贵，人们也在不断研究开发非贵金属或低含量贵金属催化剂。 主要性能指标 (1)活性。是衡量催化剂效能大小的标准。工业上通常以单位体积(或重量)催化剂在一定条件下，单位时间内所得到的产品数量来表示。(2)选择性。是指催化剂作用的专一性，即在一定条件下，某一催化剂只对某一化学反应起加速作用。选择性通常以反应后所得指望产物的克分子数与参加反应的原料克分子数之比的百分数表示。(3)稳定性。是指催化剂在使用过程中保持其活性及选择性不变的能力，通常以使用寿命来表示。催化剂的良好性能不仅取决于活性金属的固有特性(原子的电子结构等)，而且取决于其结晶构造、粒子大小、比表面积、孔结构及分散状态等因素。此外，助催化剂及载体对催化剂的性能也有重要影响。 分类及应用按催化反应类别，贵金属催化剂可分为均相催化用和多相催化用两大类。均相催化用催化剂通常为可溶性化合物(盐或络合物)，如氯化钯、氯化铑、醋酸钯、羰基铑、三苯膦羰基铑等。多相催化用催化剂
电解水制氢中的非贵金属催化剂 一、常见非贵金属HER催化剂简介 图1常用于构建电催化剂的元素 上图展示了常用于构建电催化剂的元素。根据其物理和化学性质，大致将这些元素分为三组：①贵金属铂(Pt)——目前常见的贵金属HER电催化剂；②用于构建非贵金属电催化剂的过渡金属元素，主要包括铁(Fe)、钴(Co)、镍(Ni)、铜(Cu)、钼(Mo)和钨(W)；③用于构建非贵金属电催化剂的非金属元素，主要包括硼(B)、碳(C)、氮(N)、磷(P)、硫(S)和硒(Se)。截至目前，已用上述十二种非贵金属元素合成了几乎所有有效的非贵金属HER催化剂。
功能仿生催化剂的开发是一个重要的进展，为大规模可持续的氢气生产开辟了道路。尽管自然界存在的固氮酶和氢化酶可以催化析氢反应，但是酶基器件难以为高水平的氢气生产做出重大贡献。这些精妙的生物催化剂具有出色的催化选择性，能够在自然环境中运作，但在极端条件下(如强酸性和碱性介质)将迅速失活。受到固氮酶和氢化酶的结构和组成启发，研究人员利用一系列的金属硫化物(Mo(W)S2、FeS2、NiS2、CoS2等)作为高效HER电催化剂，这在非贵金属HER电催化剂领域是一个意义深远的成就。近来，研究人员利用电化学原位XAS谱研究了过渡金属硫化物NiS2在碱性溶液中电催化析氢的活性位点，加深了在碱性条件下过渡金属硫化物HER反应机理的理解，并在此基础上设计出性能优异的电催化剂以用于构筑全分解水装置。 图2原位表征技术揭示NiS2电催化析氢的活性位点
硒(Se)和硫(S)都是元素周期表VIA族的元素，硫在第三周期，硒在第四周期。因此这两个元素不仅一些有相似之处，也有不同点。类似的是，它们最外层都有6个电子和相似的氧化数。元素的最外层电子排布往往决定了这些元素形成的化合物的化学性质，这意味着相对于金属硫化物，金属硒化物对HER 也有相似的活性。 随着对金属硫化物材料HER活性的研究，各种金属硒化物材料的HER活性也受到了大量关注。另一方面，位于元素周期表不同周期的Se和S有一些区别的特征：①硒的金属性明显的强于硫，表现出更好的导电性；②硒的原子半径比硫大；③硒的电离能小于硫。因此，金属硒化物相比于金属硫化物可能拥有一些独特的活性。 MoSe2是一种优良的非贵金属催化剂，但是块状粉末2H相MoSe2颗粒是宽带隙半导体，电导率偏低，且催化活性中心少，使得HER效率低下。近来，研究人员对其进行氨气热处理改性，通过N掺杂引发MoSe2内部的2H到 1T相转，最终形成2H-1T复合相。1T相的MoSe2具有窄的能带宽度，表现出金属性质，极大改善了催化过程中的电子传输。同时，N引入进一步增加了MoSe2片层边缘位置析氢活性位点。
贵金属催化剂失活的三个主要原因 2016-04-16 12:31来源：内江洛伯尔材料科技有限公司作者：研发部 汽车尾气废催化剂 催化剂失活指催化剂在使用中会因各种因素而失去活性的现象，贵金属催化剂的失活原因一般分为中毒、烧结和热失活、结焦和堵塞三大类。 1、中毒引起的失活 (1)暂时中毒(可逆中毒) 毒物在活性中心上吸附或化合时,生成的键强度相对较弱可以采取适当的方法除去毒物,使催化剂活性恢复而不会影响催化剂的性质,这种中毒叫做可逆中毒或暂时中毒。 (2)永久中毒(不可逆中毒) 毒物与催化剂活性组份相互作用,形成很强的的化学键,难以用一般的方法将毒物除去以使催化剂活性恢复,这种中毒叫做不可逆中毒或永久中毒。 (3)选择性中毒 催化剂中毒之后可能失去对某一反应的催化能力,但对别的反应仍有催化活性,这种现象称为选择中毒。在连串反应中,如果毒物仅使导致后继反应的活性位中毒,则可使反应停留在中间阶段,获得高产率的中间产物。 2、结焦和堵塞引起的失活 催化剂表面上的含碳沉积物称为结焦。以有机物为原料以固体为催化剂的多相催化反应过程几乎都可能发生结焦[7]。由于含碳物质和/或其它物质在催化剂孔中沉积,造成孔径减小(或孔口缩小),使反应物分子不能扩散进入孔中,这种现象称为堵塞。通常含碳沉积物可与水蒸气或氢气作用经气化除去,所以结焦失活是个可逆过程。 3、烧结和热失活(固态转变) 催化剂的烧结和热失活是指由高温引起的催化剂结构和性能的变化。高温除了引起催化剂的烧结外,还会引起其它变化,主要包括:化学组成和相组成的变化,半熔,晶粒长大,活性组分被载体包埋,活性组分由于生成挥发性物质或可升华的物质而流失等。
2017年贵金属催化剂行业分析报告 2017年7月
目录 一、贵金属催化剂是化工新材料发展的基础 (5) 1、铂钯铑等是最常用的贵金属催化剂 (5) 2、2021年全球催化剂规模预计达220亿美元以上 (6) 二、多因素驱动贵金属催化剂行业发展 (7) 1、催化技术作为一种绿色环保技术，其发展得到国家大力支持 (7) 2、国产贵金属催化剂正逐步实现进口替代 (9) 3、贵金属催化剂回收利用开启新的生产渠道 (9) 三、贵金属催化剂下游应用持续增长 (11) 1、汽车尾气排放标准升级带动贵金属催化剂需求上升 (11) 2、燃料电池领域是贵金属催化剂的潜在市场 (13) 3、庞大的精细化工市场对贵金属催化剂的需求强劲 (16) 四、国际巨头垄断，国内贵金属催化剂企业处于成长中 (17) 1、西安凯立：国内技术领先的贵金属催化剂供应商 (18) （1）公司简介 (18) （2）公司竞争优势 (19) （3）未来成长性 (20) 2、凯大催化：均相催化剂行业的领导者公司简介 (21) 3、陕西瑞科：贵金属催化技术整体解决方案供应商公司简介 (25) 五、主要风险 (28) 1、贵金属价格波动风险 (28) 2、下游市场需求不及预期的风险 (29)
3、新产品替代风险 (29) 4、产业政策风险等 (29)
贵金属催化剂是化工新材料发展的基础。催化剂作为新材料已经被纳入国家发展的重点和支持领域，其中贵金属催化剂凭借较高的催化活性和选择性，以及耐高温、抗氧化、耐腐蚀等综合优良特性，在石油化工、医药、农药、食品、环保、能源、电子等领域占有极其重要的地位，成为最重要的催化剂材料之一，铂、钯、铑等是最常用的贵金属催化剂品种。 据Ceresana预测，2021年全球催化剂的总市场价值将增加到220亿美元以上。根据贵研铂业年报中的数据，2015年，全球贵金属催化剂及化合物材料的市场规模为165.2亿美元，其中中国的贵金属催化剂及化合物材料的市场规模为36.7亿美元。根据市场研究机构Ceresana公司发表的最新研究成果显示，到2021年催化剂的总市场价值将增加到220亿美元以上，其中中国市场的增长率较高。 多因素驱动贵金属催化剂行业发展：1）国家政策大力推动催化剂产业发展；2）进口替代为国产贵金属催化剂提供成长机遇；3）贵金属催化剂回收利用开启了新的生产路径。 贵金属催化剂下游应用持续增长:1）我国是汽车消费大国，尾气排放是空气污染治理的重中之重，铂钯铑三种贵金属构成的催化剂是目前汽车尾气净化的主要选择，随着排放标准的升级，必将带动汽车尾气催化剂需求上升；2）质子交换膜燃料电池是现阶段用于燃料电池汽车的主要技术，而贵金属催化剂是其中最大的成本构成之一，根据《节能与新能源汽车技术路线图》，到2030年，中国燃料电池汽车的规模将达到百万辆，预计将会带来大量的铂金属催化剂需求；3）
2013年贵金属催化剂行业分析报告 2013年12月
目录 一、行业监管体系和政策 (4) 1、行业主管部门及监管体制 (4) （1）主管单位及监管体制 (4) （2）行业协会及监管体制 (5) 2、行业主要法律法规及政策 (6) （1）《产业结构调整指导目录（2011年本）》 (7) （2）《高新技术企业认定管理办法》 (7) （3）《中华人民共和国循环经济促进法》 (8) （4）《农药产业政策2010年》 (8) 二、行业周期性、季节性与区域性特点 (8) 1、周期性 (8) 2、区域性 (9) 3、季节性 (9) 三、行业壁垒 (9) 1、技术壁垒 (9) 2、资金壁垒 (10) 3、市场进入壁垒 (11) 4、规模与高效的生产能力壁垒 (11) 5、跨行业生产壁垒 (11) 6、人才资源壁垒 (12) 四、影响该行业发展的有利因素和不利因素 (12) 1、有利因素 (12) （1）宏观经济持续向好有利于公司下游市场需求增长 (12) （2）产业政策的扶持为行业发展提供良好的软环境 (13) （3）国家区域政策为本行业发展保驾护航 (14) （4）国家推行循环经济为贵金属催化剂行业发展提供良好宏观环境 (15) （5）精细化工行业广阔的市场需求为贵金属催化剂行业高增长奠定基础 (15)
（6）本土贵金属催化剂成本优势实现对进口贵金属催化剂的替代 (16) 2、不利因素 (17) （1）规模较小，资金实力较弱 (17) （2）在整体技术水平上与国外存在一定差距 (17) （3）人才竞争的加剧 (18) 五、行业市场规摸 (18)
一、行业监管体系和政策 1、行业主管部门及监管体制 （1）主管单位及监管体制 本行业涉及到的政府监管部门包括国家发展和改革委员会、工业和信息化部、国家质量监督检验检疫总局、国家环境保护部等，这些部门按照国家相关规定对不同的环节进行监管。 国家发展和改革委员会：拟订并组织实施国民经济和社会发展战略、中长期规划和年度计划，统筹协调经济社会发展。负责制定产业政策，研究该产业的发展方向，并提出相关措施，指引行业的发展方向。承担规划重大建设项目和生产力布局的责任，拟订全社会固定资产投资总规模和投资结构的调控目标、政策及措施，衔接平衡需要安排中央政府投资和涉及重大建设项目的专项规划。 工业和信息化部：制定并组织实施工业、通信业的行业规划、计划和产业政策，提出优化产业布局、结构的政策建议，起草相关法律法规草案，制定规章，拟订行业技术规范和标准并组织实施，指导行业质量管理工作。对于本行业的管理主要包括研究工业发展战略，指导工业行业技术法规和行业标准的拟订，审批、核准国家规划内和年度计划规模内工业固定资产投资项目，监测分析工业运行态势，统计并发布相关信息。 国家质量监督检验检疫总局：组织起草有关质量监督检验检疫方