(1)专用化
催化剂与反应工艺、工程条件匹配度越高,生产效率就越高。精细化工行业催化反应复杂,不同厂家工艺及操作差异较大,对催化剂的匹配性要求更高,将促使催化剂企业提供专一性更高的催化剂产品。定制化和专用化是未来贵金属催化剂发展的大趋势。
(2)低含量
全球贵金属资源有限,并且我国钯、铂、钌、铑、铱等贵金属矿产资源严重匮乏,基本依赖于进口,所以未来贵金属将是极为稀缺的资源,贵金属价格总体趋势必将上涨。如何在降低贵金属使用量的同时,保证其使用效率和高性能,一直都是国内外的研究热点。
基础化工和环保用贵金属催化剂虽然含量普遍较低(千分之几),但催化剂用量巨大,降低贵金属含量的意义重大;精细化工用贵金属催化剂贵金属含量普遍较高(百分之几),降低的空间较大。随着催化剂制备技术以及工程应用技术的发展,低含量贵金属催化剂必将成为未来发展趋势。
(3)高性能
高活性、高选择性、高稳定性是催化剂及催化技术发展的永恒目标,纵观人类催化科学的发展史,每一次催化剂性能的提高,都将引起下游应用行业的一次革命。催化剂不断更新换代,开发高性能贵金属催化剂一直是国内外催化剂企业和科研院所的目标。随着现代科学和新的表征技术、计算化学、人工智能、高通量筛选等技术的发展,人们对催化剂的理论认识会更加深入,催化剂制备技术将向设计合成科学发展,催化剂性能将大幅提高。
(4)连续化
连续化工艺技术及配套贵金属催化剂在基础化工中应用广泛且较为成熟。然而,精细化工中普遍采用间歇釜式的工艺技术及配套催化剂,整个行业的催化工程技术相比于基础化工较为落后。随着对安全、环保、效率的重视,近几年精细化工连续化发展趋势明显,多个产品的连续化生产已经成功实施。未来大部分间歇釜式工艺将被固定床、移动床、微反应、管道反应等连续化工艺技术所取代,配套使用贵金属催化剂的连续化技术将是未来的发展趋势。
(5)绿色化
贵金属催化剂制备过程将向低能耗、绿色环保化发展,主要体现在避免或减少有毒有害原材料、助剂、溶剂等的使用,使用的原辅料在废旧贵金属催化剂回收过程中易于分解和处理等。
(6)新型化
由于贵金属资源稀缺,价格昂贵,新型催化材料的开发如石墨烯、新型分子筛、固体酸、绿色氧化催化剂、离子液体、高效光催化剂、复合催化材料等;以及贵金属-非贵金属混合催化技术、纳米稀土材料催化技术等都是目前的研究热点方向。
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