1 钯催化剂

1.1 概述

醇类的选择性氧化反应是制药业及精细化学品合成的重要反应之一，它的反应后的产物酮或醛已经作为合成的原始原料在工业中占有着非常重要的地位。由于它具有很高的选择性以及反应活性，负载型的钯催化剂已经广泛应用于这类反应，尤其是载体的性质都显著影响着该负载型催化剂的催化性能。

含钯的催化剂种类有很多,其中大部分都在石油化工业中发挥重要作用,例如：制备吡啶衍生物，乙醛，乙酸乙烯酯以及多种化学产品的反应过程。加氢反应通常都使用的是钯催化剂，而硝酸生产氨氧化反应则常常使用的是含钯的铂网催化剂。

以钯为主要的活性成份来制成的贵金属催化剂，在铂族系的金属催化剂中仅次于铂，排在第二位。钯催化剂对氧化，加氢，脱氢，加氢分解反应等一系列的过程中都显示出较为良好的活性，其主要的形态有化合物和载体负载型两种。负载性钯催化剂也同样被广泛地应用于石油化工生产。

1.2 物理性质

钯的材质比较柔软，在化学调试过程中起过渡作用，在压制以及锻造、拉丝方面表现出特殊性能，具备优良的可塑性，外形偏银白色，块状的金属钯能够吸收大量的氢气，使它的体积有明显的胀大、变脆，有时甚至可以破裂成碎片。

常温条件下，1个单位体积的海绵钯能够吸收单位体积达900的氢气，1个单位体积的胶体钯能够吸收单位体积为1200的氢气。当钯的温度加热到40～50℃时，会释放出所吸收的大部分氢气，所以，钯在以氢化或者脱氢催化剂等气体反应实验中也有突出表现，钯还可以用来制作电阻线以及钟表用合金等等。

沸点：2970 ℃

熔点：1554 ℃

密度：12.02 g/cm3（20℃）

比热：244 J

1.3 化学性质

主要的化合物有二氯化钯（PdCl）, 四氯钯酸钠（NaPdCl）以及二氯四氨合钯。这些化合物的化学性质并不活泼，常温条件下会稳定于空气和潮湿的环境中，温度加热到800℃时，在钯的表面会形成一氧化钯薄膜。钯抗侵蚀能力很强，可以承受磷酸、盐酸和硫酸蒸气等的侵蚀，但是在王水和浓硝酸、热硫酸等面前抵抗力非常弱。熔融的碳酸钠、氢氧化钠以及过氧化钠都对钯具有腐蚀性。钯还有几种氧化态，分别为+2、+3、+4，较为容易形成配位化合物，例如K[PdCl]、K[Pd(CN)]等等。钯还具有晶胞为面心立方晶胞结构，其特性是每个晶胞中都包含四个金属原子。

1.4 主要用途

在航天、航空等大量高科技领域，钯都发挥着重要作用，其特性导致其在诸多领域成为不可或缺的原材料之一，同时又因为其珍贵性，在国际贵金属领域，钯一直属于热门投资品种。

其中，氯化钯还可应用于电镀，它及其有关的氯化物可用于精炼循环并作为一种来源，如热分解法制造纯海绵钯，而氢氧化钯[Pd(OH)]和一氧化钯（PdO）则可作为钯催化剂的来源，电镀液的主要成分可用四硝基钯酸钠[NaPd（NO）]以及其它络盐。

钯在化学反应中主要被用作催化剂；钯可以与银、钌、铱、 金、铜等熔成合金,可以通过提高钯的硬度、强度以及电阻率,来制造珠宝饰物或是精密电阻等等，钯金是最常见并且最具有市场价值的钯金首饰的合金。

钯除了主要应用于制作催化剂以外，还可应用于制造手表、外科器具以及牙科材料等等。

1.5 负载型钯催化剂

以负载钯无机物单独或者混合其他物质制成的材料载体有活性Cmolecular sieve（分子筛）、oxide（氧化物，指氧元素与另外一种化学元素组成的二元化合物）等等。MCM-41分子筛就被周建民等人用为固载材料，在经过氨基功能化后它和各种钯化合物都形成了MCM-41钯配合物，这个实验结果表明它对各类芳基碘的偶联反应（heck反应）以及含碳-碳双键的烯烃分子都具有特殊的优先发生作用性以及催化作用能力。当它在进行催化碘代苯（C6H5l）与丙烯酸（C3H4O2）试验时，在温度到达70℃的条件下，反应物的产率达到了94%这么高，当催化剂被重复回收了第二次之后，在进行使用它的产率仍然达到了90%以上的产率。可见，它具有良好的循环回收性。Laurent首次使用NaY molecular sieve分别与Pd0和PdII在不影响化学平衡的作用下改变反应速率进行C-C键交叉偶联反应，并且他们在C6H5Br(溴苯)与CnH2n(烯烃)的偶联反应中都表现出了非常高的活性以及选择性，催化剂在相同条件下通过洗涤以及回收在进行重复使用，试验显示催化剂的活跃力未曾发生明显下滑。虽然无机物单独或者混合其他物质负载的钯配合物催化剂处理了钯与催化剂在同组情况下无相界存在进行反应后产生的耐热性差、很难在化学反应中剥离回收和再次使用等问题，但是在无用催化剂中钯的最后利用非常困难。