近年来,各类金属纳米催化剂及其催化研究已取得了较大进展,但是单金属催化剂仍然存在一些问题,譬如单金属催化剂活性位单一、在高温下易烧结、易被毒物竞争吸附以及对抗CO2和耐SO2性能较差(即在CO2或SO2存在条件下催化活性显著下降)等
因此,很有必要建立一种全新方法,合成具有特定结构的催化剂,既能稳定催化活性中心,又能构筑新活性位且能改善抗CO2和耐SO2性能
目前,人们已进行广泛深入的相关研究
其中制备双金属催化剂是一种较为有效的策略
双金属催化剂中由于第二种金属的引入,除金属与载体之间存在相互作用外,两种金属之间也会产生相互作用,因而可改变催化剂活性组分的结构,稳定活性中心
由于某些双金属催化剂中的双金属纳米粒子具有特殊的电子效应和表面结构,因此双金属催化剂对加氢、裂解等反应表现出优良的活性和选择性,并应用于多种化工生产过程
在双金属系统中,金属存在状态主要有两种:合金[1]和异质结[2,3](核壳、异质等结构)
根据合金的结构,可将之分为两类,即固溶合金和金属间化合物
前者通常是由具有相似原子尺寸和电子特性的金属替代另一种金属而形成的合金
这种随机原子排列的结构与原来的金属结构相同(图1a)
若一种元素的原子小到可进入母金属的晶格空隙,则可形成间隙固溶合金(图1b)
与固溶合金相对的则为金属间化合物
金属间化合物为两种金属元素呈规律性排布,形成高度有序原子排列的晶体结构(图1c)
通常,两种金属的相似性可通过其在元素周期表中相对位置进行粗略估计[4]
目前,以固溶合金为催化剂的研究报道较多,由于固溶合金的原子排列结构较为随机,因此本文综述了近年来国内外学者对原子排列结构更为有序的金属间化合物的合成及其催化性能
1 金属间化合物的合成方法
从理论上讲,金属间化合物可由元素周期表中的各个金属元素(甚至是一些非金属元素)自由组合而成
但若要将金属间化合物用于催化领域,则其必须含有一个作为活性中心的元素(如Pd、Pt、Au、Ru、Rh、Ir等贵金属以及Mn、Fe、Co、Ni、Cu等过渡金属元素)
另外,从制备的难易程度来看,目前金属间化合物较为常用的第二种元素主要是半导体及其相近元素(如Ga、Ge、Sb、Sn、Bi、Pb、In、Al等)、前过渡金属元素(如Ti、V、Zr等)以及一些主族元素(如Na、K、Mg等碱金属或碱土金属等)
除此以外,对于某些具有特殊应用
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