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贵金属催化剂的应用XXX（XXXX院，XX级应用化工技术XXX班衡阳421002）摘要：叙述贵金属催化剂在技术经济领域中的重要地位及其应用研究发展态势，井探讨汽车尾气净化用贵金属催化剂研究进展.关键词：贵金属,合金，汽车尾气，净化概述贵金属催化剂(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。
贵金属催化剂对于国家的经济建设与环境和公众健康有着密切的关系。
如化学工业和石油加工业的发展均取擞于催化反应，全世界85％以上的化学工业都与催化反应有关。
1930—1980年初．美国化工部门63种主要产品与34种工艺过程的革新是由化学工业带来的，其中超过60％的产品与90％的过程是基于催化过程。
一个新的催化过程商业化需要大量的投资，时问长达10一15年，催化剂的研究促使这个时间滞后减至最小。
公众对于化学品与工业排放物对环境的污染及治理生存空间状况越来越关注，许多现代化的低成本且节能的环境技术是与催化技术相关的。
汽车尾气排放控制是国际性的战略问题．美国和部分欧洲国家此项催化剂得到了很好地发展和应用，某些国家也在符合排放的指令性指标之上还要求在本世纪末尾气排放减至1／10E 。
此外，有机废物的生物降解，土壤、污水和地下水污染物处理，净化石油污染物等都与贵金属催化剂密不可分。
现代减少化学品对环境损害的三大策略是：尽可能减少废弃物、废气排放减少和整治措施，贵金属催化剂在其中将发挥巨大作用。
简史1831年英国菲利普斯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。
金催化作用
金催化作用是一种重要的催化反应，在化学工业和基础科学研究中具有广泛的应用。
以下是金催化作用的几个主要方面：
1. 烯烃的氢化：金催化作用在烯烃的氢化反应中表现出高效和选择性。
在金催化剂的作用下，烯烃与氢气反应生成烷烃，这一过程可用于生产高纯度烷烃燃料和化学品。
2. 不饱和键的加氢：金催化剂还可以用于不饱和键的加氢反应，如烯烃、炔烃和芳烃等。
在这些反应中，金催化剂可以促进不饱和键的加氢，生成更稳定的有机化合物。
3. 氧化反应：金催化剂也广泛应用于氧化反应中，如醇类的氧化、环氧化反应等。
在这些反应中，金催化剂可以通过活化氧气来促进有机化合物的氧化，生成含有高能键的化合物。
4. 酯化反应：金催化剂在酯化反应中也表现出高效和选择性。
在酯化反应中，醇和羧酸通过脱水反应生成酯和水，金催化剂可以促进这一过程的进行。
5. 氢甲酰化反应：氢甲酰化反应是一种重要的有机合成方法，用于制备醛类化合物。
在金催化剂的作用下，氢气和烯烃反应生成醛类化合物，这一过程可用于生产各种醛类化合物。
除了以上几个方面，金催化作用还广泛应用于其他有机合成反应和化学反应中。
金催化剂具有高效、选择性和稳定性的特点，因此在化学工业和基础科学研究中具有重要的应用价值。
总之，金催化作用是一种重要的催化反应，具有广泛的应用前景。
随着科学技术的不断发展，金催化作用的机制和应用范围将不断拓展，为化学工业和基础科学研究提供更多的可能性。
金属催化剂的催化原理
金属催化剂的催化原理可以分为两个步骤：吸附和反应。
1. 吸附：金属催化剂通常能够吸附反应物分子，使其吸附在金属表面上。
这是由于金属表面的活性位点可以与反应物分子相互作用并形成化学键。
吸附有助于增加反应物的有效浓度，促使反应发生。
2. 反应：吸附在金属表面上的反应物分子可以与其他反应物分子发生反应，生成产物。
金属催化剂能够提供活化能，使反应物分子之间的化学键断裂和形成更容易。
另外，金属催化剂也可以在反应过程中参与反应，形成中间体或生成活性物种，帮助加速反应速率。
金属催化剂的催化原理还与金属的电子结构有关。
金属催化剂通常具有一定的电子密度和可调节的反键电子，这些特性使金属具有一定的催化活性。
金属催化剂的选择性和活性可以通过金属种类、表面结构、晶体面、孔隙结构等参数进行调节。
总结起来，金属催化剂通过吸附和反应的过程，利用金属表面上的活性位点来降低化学反应的活化能，提高反应速率，并且由于它们的可调节性和选择性，可以实现特定反应的催化控制。
贵金属催化剂行业研究报告摘要本文主要对贵金属催化剂行业进行了全面的研究和分析。
首先介绍了贵金属催化剂的定义和分类。
然后分析了全球贵金属催化剂市场的发展现状和趋势。
接下来，重点探讨了贵金属催化剂在不同领域的应用，包括化工、制药、能源等。
最后，对贵金属催化剂行业的竞争格局和前景进行了展望，为投资者提供了参考意见。
1. 引言贵金属催化剂是一类使用贵金属作为催化剂的化学物质。
贵金属包括铑、铱、铂、钌、钯等，具有催化活性高、抗氧化性能好等特点，被广泛应用于各个领域。
贵金属催化剂可以提高反应速率、选择性和效果，对于促进化学反应、减少能源消耗和环境污染具有重要意义。
2. 贵金属催化剂的分类根据贵金属的种类和催化剂的形式，贵金属催化剂可以分为多种类型。
常见的分类包括铂族催化剂、钯金属催化剂、铑金属催化剂等。
不同的催化剂适用于不同的反应，因此在实际应用中需要根据具体需求选择合适的催化剂。
3. 全球贵金属催化剂市场的发展现状和趋势全球贵金属催化剂市场近年来呈现出较为稳定的增长态势。
主要推动因素包括工业生产的发展、环境保护要求的提高以及新能源领域的兴起等。
然而，由于贵金属催化剂的价格较高，阻碍了其在一些领域的应用。
未来，随着技术的进步和成本的降低，贵金属催化剂市场有望进一步扩大。
4. 贵金属催化剂的应用领域贵金属催化剂在化工、制药、能源等领域都有重要的应用。
在化工行业中，贵金属催化剂被广泛用于有机合成、氧化还原等反应。
在制药行业中，贵金属催化剂可以用于药物合成和分离纯化等工艺。
在能源领域中，贵金属催化剂可以提高燃料电池和太阳能电池的效率，促进新能源技术的发展。
5. 贵金属催化剂行业竞争格局目前，全球贵金属催化剂行业存在较多的竞争者。
国际上，德国、美国和日本等发达国家在技术研发和生产方面领先。
国内，中国是贵金属催化剂生产和应用的重要市场，同时拥有一批具有竞争力的企业。
为了在激烈的市场竞争中取得优势，企业需要加强技术创新、降低成本并提高产品质量。
黄金化工用途黄金是一种珍贵的金属，具有广泛的化工用途。
在化工领域中，黄金被广泛应用于催化剂、电子器件、药物和化妆品等方面。
它的独特性能和稳定性使得黄金成为许多化工产品不可或缺的成分。
黄金在催化剂领域具有重要作用。
催化剂是化学反应中起催化作用的物质，可以加速反应速率并降低反应温度。
黄金在气体和液体相中都具有良好的催化活性，尤其在低温下表现出色。
例如，黄金催化剂被广泛应用于乙炔与氢气的反应中，用于生产乙烯，这是一种重要的工业原料。
此外，黄金还可以用于制备其他有机化合物，如醇类、酮类和醛类。
黄金在电子器件制造中也发挥着重要的作用。
由于黄金良好的导电性和化学稳定性，它被广泛应用于电子器件的制造中。
例如，黄金常用于制造高质量的电极、连接线和接触点，以确保电子器件的稳定性和可靠性。
此外，黄金还被用于制造集成电路和太阳能电池等高科技产品，提高了它们的性能和寿命。
黄金在药物领域也有重要的应用。
黄金纳米颗粒具有良好的生物相容性和生物活性，因此被广泛用于药物传递和肿瘤治疗。
黄金纳米颗粒可以作为药物的载体，将药物精确地送达到病灶部位，提高药物的疗效和减少副作用。
黄金在化妆品行业中也有重要的地位。
黄金被用于制造高级护肤品和化妆品，如面膜、精华液和护肤霜等。
黄金具有良好的抗氧化性和抗炎性，可以促进皮肤的新陈代谢和血液循环，改善肤色和提升皮肤弹性。
此外，黄金还可以减少细纹和皱纹的出现，使皮肤更加年轻和光滑。
黄金在化工领域中具有广泛的用途。
它在催化剂、电子器件、药物和化妆品等方面发挥着重要的作用。
黄金的独特性能和稳定性使得它成为许多化工产品中不可或缺的成分。
随着科学技术的不断发展，相信黄金在化工领域的应用还将不断拓展和深化。
贵金属催化剂的应用研究进展一、本文概述贵金属催化剂，以其独特的催化性能和广泛的应用领域，一直是化学催化领域的研究热点。
随着科学技术的不断发展，贵金属催化剂的应用研究进展日益受到人们的关注。
本文旨在全面概述贵金属催化剂的应用研究进展，包括其基本原理、应用领域、制备方法以及未来的发展趋势。
通过对相关文献的综述和整理，本文旨在为研究者提供一个全面、深入的贵金属催化剂应用研究的参考，推动该领域的发展。
本文将简要介绍贵金属催化剂的基本概念和催化原理，为后续研究提供理论基础。
本文将重点综述贵金属催化剂在各个应用领域的研究进展，如石油化工、环境保护、能源转化等。
随后，本文将探讨贵金属催化剂的制备方法，包括传统的物理法和化学法，以及新兴的纳米制备技术等。
本文将展望贵金属催化剂未来的发展趋势，包括催化剂的改性、复合催化剂的研发以及催化剂的再生利用等。
通过本文的综述，我们期望能够为贵金属催化剂的应用研究提供有益的参考，推动该领域的技术进步和创新发展。
二、贵金属催化剂的制备技术贵金属催化剂的制备技术是影响其催化性能和应用效果的关键因素。
近年来，随着纳米技术、物理化学和表面科学的快速发展，贵金属催化剂的制备方法也在不断创新和优化。
物理法是一种传统的贵金属催化剂制备方法，包括蒸发冷凝法、溅射法、离子交换法等。
这些方法能够制备出高纯度的贵金属催化剂，但其设备成本高、工艺复杂，且制备过程中容易引入杂质，影响催化剂的活性。
化学法是目前制备贵金属催化剂最常用的方法，包括浸渍法、共沉淀法、溶胶-凝胶法等。
这些方法可以通过控制反应条件，调节催化剂的组成和结构，从而优化其催化性能。
例如，浸渍法可以通过将载体浸渍在含有贵金属离子的溶液中，再通过还原剂将贵金属离子还原为金属颗粒，从而制备出负载型贵金属催化剂。
共沉淀法则可以通过将贵金属盐和载体前驱体共同沉淀，再经过热处理和还原，得到具有特定结构和组成的贵金属催化剂。
还有一些新兴的制备方法，如微波辅助法、超声辅助法、光化学法等。
贵金属催化原理贵金属催化原理是指利用贵族金属的特殊性质和化学反应原理来促进化学反应的发生和加速反应速率的过程。
贵金属催化的原理已经被广泛应用于各种化学反应，例如氧化、水解、加氢、氧化重排、裂解、脱硫等等。
贵金属催化原理主要有以下几个方面：1.负载效应贵金属通常通过负载或支撑在其他材料上，例如氧化铝、硅胶、碳等。
这些负载材料可以提供贵金属催化剂的稳定性，增加其催化剂的活性，同时还可以使催化剂的分散度更好，提高催化剂的表面积，并有利于反应物的扩散和相互作用。
2.表面效应由于催化剂负载在其他材料上的特殊分布方式，贵金属催化剂具有高度的表面积，表面上的原子或分子相互作用的强度比在体积中要高得多。
因此，对于一些重要的化学反应来说，表面效应是贵金属催化剂的一个非常重要的原理。
在表面效应的过程中，催化剂的某些质量会逐渐从其中流出，以维持活性位点的修复。
3.键活化效应贵金属催化剂的表面具有很强的束缚能力，可以引发反应物之间的化学键活化，使其更容易进一步反应。
在此过程中，催化剂通过引导反应活性物质到其表面上的活性位点，提高过渡状态。
同时，在此过程中，贵金属本身也参与了反应，即催化剂前体的与反应物途径的中介，因此成为活性并参与反应的基础。
4.氧化还原效应贵金属在电极反应和化学反应中，通常会发生氧化还原反应。
在这种情况下，贵金属通常被氧化或还原，然后通过电子转移从中肩负催化反应。
通过氧化还原反应的过程，贵金属催化剂可以提高反应物的催化效率，加速反应速率。
5.弱键作用效应贵金属催化剂中，弱键作用是一种特殊的相互作用，其通过催化剂表面上的微弱吸附作用引发反应活性物质之间的相互作用。
弱键作用对于一些重要的化学反应具有重要的影响，例如催化剂能够调控反应物中的分子间距，改变分子的极性和形状，或者增加反应物分子之间的相互作用力。
总之，贵金属催化原理具有表面效应、键活化效应、氧化还原效应、弱键作用效应等多个方面的影响，这些影响相互协同，协同作用，使得贵金属催化剂能够适应更多的复杂反应体系，并且能够促进那些难以发生的化学反应的发生。
金催化金属转移反应研究2016-06-15 13:45来源：内江洛伯尔材料科技有限公司作者：研发部金催化金属转移反应实例转移金属化（transmetalation或transmetallation）是一种配体在金属原子间发生转移的有机金属反应。
该反应典型的形式为M1-R+ M2-R' → M1-R' + M2-R，R和R'包括但不限于烷基、芳基、炔基、烯丙基、卤素或拟卤素基团。
鉴于热力学和动力学因素，这一反应通常是不可逆的。
热力学上，金属的电负性有利于反应的进行；动力学上，涉及的两种金属如存在空轨道，也有利于反应进行。
转移金属化包括不同的类型，即氧化还原-转移金属化和氧化还原转移金属化/配体交换。
转移金属化过程中，金属-碳键被激活，新的金属-碳键形成。
转移金属化通常应用于催化剂、主族元素化合物合成和过渡金属化合物的合成。
上海有机所刘元红课题组在所发展的金催化的吲哚/炔、呋喃/炔以及氮杂环丙烷/炔等的串联反应基础之上，最近发现2-三丁基锡基呋喃可以作为一类优秀的金属转移试剂，从而实现金催化的1,6-二炔-4-烯-3-醇环化/金属转移反应，高效地合成了2-三丁基锡基萘酮类产物。
研究结果表明反应经历了由Sn到Au和由Au 到Sn的金属转移反应过程。
通过呋喃锡与阳离子型金络合物的当量实验分离得到的二金物种直接证明了金属转移反应的发生，同时也揭示了金催化的反应体系中可能广泛存在此类二金中间体。
该反应无需其它金属协同催化，仅在单一金催化剂的作用下就可以很好地实现金属转移反应。
该工作不仅拓展了金催化的反应模式，对于金催化的其它金属转移反应的研究也具有一定的启示作用（Angew. Chem. Int. Ed. 2012,51, 6181）。
纳米金催化剂及其应用摘要：长期以来，黄金一直被视为具有永久价值的“高贵”金属，在人类社会象征高贵和权力，决定黄金具有这种地位的科学基础是它的化学非活泼性和优良的可加工性。
但1989年 Haruta等发现负载在Fe2O3 和 TiO2 等氧化物上的金纳米粒子具有很高低温 CO 催化氧化活性。
金催化剂具有其它贵金属不具有的湿度增强效应，在环境污染、燃料电池、电化学生物传感器等方面都有巨大的应用前景，开辟了金作为催化剂的新领域。
本文主要纳米金催化剂制备的研究现状及其部分应用。
关键词：纳米金催化剂选择性氧化加氢环境保护纳米金催化剂的制备：一、沉积-沉淀法沉积-沉淀法是将载体浸渍在 HAuCl4 的碱性（pH值为8～10）溶液中，利用带负电荷的金与载体表面间的静电相互作用实现金的沉积。
制备的纳米金粒子较好地分散于载体面，但要求载体具有尽可能大的表面积，对制备低负载量 Au 催化剂非常有效。
为了获得最大量金沉积，提高金的负载量，整个制备过程对溶液 pH 值有较大的依赖性，溶液的 pH 值决定了金的前体在水中的水解程度，能够直接影响到金在载体上的吸附，当pH值为8～9时，[AuCl(OH)3]－是 HAuCl4 水解产物中吸附能力最强的形式、，但不同的金属氧化物载体其最佳 pH 值有所不同，目前一般将pH值控制在7～10。
在沉积-沉淀法中，尿素对控制均匀沉淀非常有效，还可实现金的最大沉积，金负载量可达到12%，但该法仅适用于等电点较高（IEP>6）的 TiO2、Al2O3、CeO2 等载体纳米金的沉积。
后来有科学家研究发现，若用浸渍法对表面浸渍吸附了HAuCl4 的催化剂在高温焙烧前用氨水等碱液多次洗涤，同样也可获得与沉积-沉淀法制备的活性相当的金纳米催化剂，这种方法避免了金的流失，克服了沉积-沉淀法受载体等电点限制的缺点。
二、浸渍法浸渍法被广泛应用于工业制备贵金属催化剂，研究表明，金和载体表面间亲和力比较弱，在制备和反应过程中容易造成金纳米粒子的聚合，使得催化活性降低，通常认为不适合高度分散纳米金催化剂的制备。
贵金属催化剂的研究及应用第一章前言贵金属催化剂是指以贵金属为基本成分的催化剂。
贵金属催化剂的研究及应用，是催化化学领域的一个重要研究方向。
贵金属催化剂具有催化活性高、催化效率高、稳定性好、寿命长等优点，在生产和研究领域中具有广泛的应用前景。
第二章贵金属催化剂的研究贵金属催化剂的研究主要包括以下几个方面：1.贵金属催化剂的合成贵金属催化剂的制备方法主要包括物理方法和化学方法。
物理方法包括凝胶法、沉淀法、溶胶-凝胶法、蒸发量法等；化学方法包括共沉淀法、还原法、溶胶-凝胶法等。
2.贵金属催化剂的性质表征贵金属催化剂的性质表征主要包括分子结构、化学组成、晶体结构、表面形貌和表面性质等方面。
表征方法主要包括透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、氧化还原循环法(CV)等。
3.贵金属催化剂的催化性能测试贵金属催化剂的催化性能测试是指对催化剂进行的反应活性、选择性、稳定性等方面测试，以及对催化剂特性的结构-性能关系进行研究。
催化剂的测试方法主要包括流动反应器、固定床反应器、动态稳态法、微反系统等。
第三章贵金属催化剂的应用在生产和研究过程中，贵金属催化剂的应用领域非常广泛，如下所示：1.有机合成贵金属催化剂在有机合成领域中得到了广泛应用。
贵金属催化剂可以用于碳碳键和碳氮键的形成，如烯烃加成、环化反应、羰基化合物的加成和还原等。
2.医药领域贵金属催化剂在医药领域中得到了广泛应用。
贵金属催化剂可以用于制备化合物复杂、结构新颖的药物分子，如以金和铑催化合成含有C-C’键、C-N键和C-O键的天然产物和人工合成的化合物。
3.环保领域贵金属催化剂在环保领域中得到了广泛应用。
贵金属催化剂可以用于VOC的催化氧化、尾气处理、废水处理等。
在VOC的催化氧化中，铂基催化剂具有良好的催化活性和稳定性。
第四章总结贵金属催化剂在生产和研究过程中具有广泛的应用前景。
贵金属催化剂的研究主要包括贵金属催化剂的合成、性质表征和催化性能测试等方面；贵金属催化剂的应用包括有机合成、医药领域和环保领域等。
论文题目：黄金的催化作用学生姓名：齐大卫学生学号：1313060091专业班级：化工一班学院名称：化学与环境工程学院目录1.金元素的化学性质 (3)2.金催化剂的发展历史 (3)3.金做催化剂的必要条件 (4)4.金原子团簇的制备 (4)5.金催化剂的催化性能 (5)6.结束语 (6)参考资料 (6)1.金元素的物理、化学性质金是元素周期表的第79号元素，第六周期IB族元素，最外层电子排布式为5d106s1，原子半径为1.74nm，由于金的电负性为2.28，比其他所有的金属都要大,第一电离能也很大，9.22eV，因此很难失去电子,Au+/Au0的标准电极电势为+1.691V,而它对电子的亲和能力2.31eV，比氧元素1.46eV还要大,因此它很难发生氧化反应。
同时金的氧化物Au2O3也不稳定(Hf=+19.3kJ/mol),并且位于周期表第IB族的金的原子半径小于同族的银原子,其熔点和升华焓都比银高,也就是说本身原子之间的相互作用力较强,金的单晶表面与其他分子之间的相互作用力很弱,它对氧或者其他气体的化学吸附能力也很弱。
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，货币金属属于最稳定的一类，也因为它们稳定才用来做货币，它们的稳定性按电离能力排列为金>铜>银。
由于离子半径比较大，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。
事实上，金可以-1价的稳定氧化态存在。
另外，金容易于铜铝钛等形成一定组合的合金。
在所有元素中，金的收缩率是最大的，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，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。
所以金一直被认为是化学惰性最高的金属,且远不及铂族金属活泼,所以人们一直认为金不能做催化剂。
2.金催化剂的发展历史1972年，Bond在一篇综述中指出，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，负载型纳米金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比较薄弱。
3.金做催化剂的必要条件大块的黄金是没有任何催化性能的，金在充当催化剂时需要以小尺寸的颗粒形式存在，这样便能获得尽可能大的比表面积，而处于小尺寸颗粒状的金属是不稳定的，（此处的不稳定性不是指化学性质），,分散的金颗粒又会像小颗粒的汞粒一样聚集而失去催化活性，因此有必要将它们附着在某种物质上，使它们彼此分开而不接触。
这种物质就是催化剂载体。
小尺寸的颗粒金被称为原子团簇化合物，典型的原子团簇化合物含有不到12个原子，但有一些含有13,39,55个原子的原子团簇化合物也是存在的。
气相金团簇可以带正电荷、负电荷或呈电中性。
4.金原子团簇（金颗粒）的制备1浸渍法这个方法是制备贵金属最传统最简单的方法,是将多孔性载体氧化物浸渍于含有活性组分(如AuCl3、HAuCl43H2O或KAu(CN)2等)的溶液中,经过干燥后再过滤、洗涤、干燥、活化处理即可得到催化剂样品,但是这种方法制备出的金催化剂在还原中容易造成金颗粒的大量聚集,从而使平均粒径在20nm以上,金原子的直径为3.48nm，相当于是只有五到六个金原子构成，其分散度较低,于是得不到高活性的担载金催化剂。
2沉积-沉淀法将金属氧化物载体(其形状可以是粉末、颗粒、蜂窝状、片状等)加入到HAuCl4的水溶液中浸渍,控制HAuCl4溶液的浓度低于溶液中均匀沉淀所需的浓度,加碱调节溶液PH在10左右,使之沉积在载体表面上,随后进行过滤、洗涤、干燥、焙烧等后处理即得到载体金催化剂。
该法的优点在于:活性组分不会被包埋在载体内部,而是全部保留在载体表面上,提高了活性组分的利用率;得到的催化剂金颗粒尺寸分布较窄(2~5nm),比较均匀;可以通过选择载体的形状而得到各种不同形状的成型金催化剂。
该法对于制备低负载量的金催化剂非常有效,但要求载体有较高的有效表面积(至少50m2/g)而且不适用于有较低零电荷点的金属氧化物载体,如SiO2和SiO2-Al2O3等。
3离子交换法将HAuCl4的水溶液与HY(或NaY)分子筛共热,使之与分子筛作用以取代载体表面或内部H(或Na+),再经焙烧、还原等活化处理后可以制得Y型分子筛作载体的金催化剂(粒径 1.6~3.9nm).4共沉淀法此方法是将氯金酸溶液和相应载体氧化物相应的金属硝酸盐溶液(如硝酸铁)加入到碱性沉淀剂的水溶液中,同时得到两种氢氧化物的共沉淀物,沉淀经过滤、洗涤、干燥和焙烧处理即得到金催化剂(粒径20~50nm)。
沉淀过程既可以采用正加法也可以采用反加法。
在焙烧温度>200摄氏度时,金的氢氧化物将分解为纳米金粒子。
目前采用共沉淀法也可以制备出金担载量达10(wt)%的高活性催化剂粉末样品和气体传感器材料。
5化学蒸发沉积法这种方法是将挥发性的有机金化合物的蒸气导入到有较高比表面积的金属氧化物载体中,使其吸附于载体上,经空气中焙烧使有机金化合物分解成小颗粒的金(粒径通常低于2nm)。
这种方法可以广泛地应用于各种不同的金属氧化物载体上,它甚至可以将金以纳米级颗粒沉积在一些不适用沉积-沉淀法的酸性金属氧化物载体上。
除了上述几种方法外,还有金属有机配合物固载法,共溅镀法,溶剂化金属原子浸渍法等等。
在这些方法中,较常用的是沉积-沉淀法,共沉淀法和化学蒸气沉积法。
由这些方法制备的负载型金催化剂在结构和性能上明显区别于用传统浸渍法制备的催化剂,若严格控制制备条件,所得金催化剂可具有以下特征:(1)金颗粒粒径为5nm左右;(2)金颗粒呈半球形,以金得一定晶面与载体氧化物结合,均匀分散。
对于其他方法例如有机金属配合物固载法,只能用于以新制备的氢氧化物沉淀作为载体的情形,是制备高分散度负载型金催化剂较为有效的方法之一,但不适合制备高负载量的金催化剂,用此方法制备的Au/Fe(OH)3粒径为1~5nm。
共溅镀法只适合制成薄膜,可应用于气体传感器上,SPR-Au/Al2O3的粒径为22~23nm,表面积为20~ 29m2/g.溶剂化金属原子浸渍法可以不经过高温焙烧或还原处理,直接把零价金负载到载体上制得高分散超微细金颗粒,避免了高温处理常引起得烧结现象,是一种制备金催化剂的有用而巧妙的方法,所制备得到的Au/TiO2的粒子尺寸为 1.8~3.5nm。
5.金催化剂的催化性能1.氧气的吸附不带电荷的金团簇无论大小都不会与氧发生反应，带正电的团簇只有Au+10能与氧分子形成配合物；而在带负电荷的团簇Au-n中，除Au-16之外，当n为偶数且小于20时都能与氧分子形成配合物，金团簇与氧分子反应的活性呈现明显的“奇-偶”交替，即由奇数个金原子构成的团簇比偶数个金原子构成的团簇反应活性要低很多。
含偶数个原子的金团簇在室温附近即可与氧分子发生反应，而且无论其尺寸大小，一个金团簇只能结合一个氧分子2.CO的选择性氧化早在1925年有人就发现CO可以在Au表面上催化氧化生成CO2,但当时并未引起人们的重视。
直到最近才发现在某些金负载催化剂上,CO在低温下就可以被完全氧化成CO2。
因此,在金催化剂上的研究上,CO的催化氧化反应是目前为止研究最多的一个经典反应。
对于该反应,金催化剂相对于其他贵金属催化剂,显示了更好的低温催化性能。
某些负载金催化剂可以在常温下将CO完全氧化,例如5%Au/-Fe2O3催化剂在-76摄氏度时对CO 氧化反应仍有活性,到0摄氏度时CO的转化率已接近100%。
另外,金催化剂又具有湿度增强的效果,这个是其他催化剂所不具有的特点。
对于负载型金催化剂来说,对CO氧化具有很高的催化活性,大于对H2-O2反应的催化活性,因而适用于富H2气氛中CO 的选择性氧化。
负载型Au/MnOx催化剂,显示了较强的催化氧化CO的活性(T1/2=233K)和较弱的催化氧化H2的活性(T1/2=443K)。
其催化氧化CO和H2的速度,明显依赖于金的含量。
金含量越少越有利于CO催化氧化反应的进行。
使用Au/Mn=1/50的催化剂,可以在323~353K下,在富H2气体中选择性催化氧化CO转化率大于95%。
另外,当CO和H2共同存在下,金催化剂还能使它们共同消除,这个在合成尿素中非常重要。
通过实验研究,确定了催化剂的组成,该催化剂(T1/1=358K,而铂催化剂的T1/1=398K)具有良好的低温消氢活性,以及其他催化剂所无法比拟的抗硫中毒能力。
对于这个反应,从催化剂影响因素考虑。
一般来说,用共沉淀方法制备的催化剂活性较高。
在制备过程中加入助剂也有利于催化剂性能的改善。
适用该反应的金催化剂可以选用的载体很多,包括TiO2、Fe2O3、MOX等[22],但是载体不同,催化剂的活性相差甚远。
