貴金属触媒の利点
はじめに
触媒は、燃料電池の精製から医薬品の製造に至るまで、多くの工業プロセスにおいて不可欠な成分である。従来の触媒は長年使用されてきたが、活性、選択性、安定性の高さから、貴金属触媒の人気が高まっている。この記事では、従来の触媒と比較して貴金属触媒を使用する利点について説明する。貴金属触媒の特性と用途をより深くご理解いただけることを願っている。
図1.貴金属触媒
貴金属触媒とは何か？
貴金属触媒は、金、銀、白金、ルテニウム、パラジウム、ロジウム、その他の貴金属から作られる高度な触媒で、幅広い産業に応用されている。従来の触媒と同様、貴金属触媒（または貴金属触媒）は、それ自体を変化させることなく化学反応を加速させる。すなわち、反応速度を上げたり、反応温度を下げたりしてプロセスを加速させるが、その量や化学的特徴は変化しない。
このような望ましい特性のおかげで、貴金属触媒は精製、ポリマー、医薬品、化学品に広く使用されている。例えば、白金族金属（PGM）は数百年前から硫酸や硝酸の調製に使用されてきた。また、水素化や重合にもよく使われている。科学技術が発展するにつれて、PGMは自動車産業に最適なものとなった。大量のプラチナとロジウムが自動車の排ガス浄化に利用されている。
貴金属触媒の利点
--高い触媒活性
貴金属触媒の最大の特長は、活性が高く、化学反応をより効率的に促進できることである。そのため、生産速度が速くなり、製品の収率が向上する。
また、ナノスケールの貴金属粒子と担体との相互作用により、幾何学的構造と表面電子が変化するため、反応が加速され、高い触媒活性を示す。
--選択性の向上
貴金属触媒は、不要な副生成物を減らし、最終生成物の純度を高めることで、特定の反応をより選択的に触媒することができる。つまり、目的生成物を異なる触媒によって選択的に生成することができる。
フェノールの水素化プロセスでは、パラジウム（Pd）触媒を使用してシクロヘキサノンを生成する。同様に、白金（Pt）触媒はシクロヘキサン生成に適用され、ルテニウム（Ru）はシクロヘキサノール生成を選択的に促進する。
--高い熱安定性
貴金属の融点は卑金属よりも高い。このような触媒は、高温、高圧、腐食性環境に耐えることができ、触媒活性を低下させたり失ったりすることはない。そのため、高温かつ過酷な条件下で、多くの水素化反応や酸化反応を促進することができる。そのため、自動車産業では排気ガス処理に使用されている。自動車排気システムの触媒コンバーターは、通常800℃を超える周囲温度で作動する。このような高温では、多くの材料が分解したり触媒活性を失ったりするが、貴金属は触媒特性を保持する。
--化学的不活性
貴金属は、通常の環境下では化学反応を起こしにくい。比較的安定した性質で、室温では酸化しにくく、高温でも自然発火しません。耐食性に優れているため、通常の金属触媒よりも安定性が高く、保管も容易である。
しかし、アルミニウムのような従来の触媒は、空気に触れると簡単に酸化してアルミナになってしまう。
--その他の利点
- 寿命が長い
貴金属触媒は、従来の触媒よりも安定性と耐久性に優れているため、触媒寿命が長く、触媒交換の頻度が少ない。その結果、コスト削減とプロセス効率の向上につながる。
- 汎用性
貴金属触媒は、酸化、還元、水素化、脱水素化など、さまざまな化学反応に使用できる。このため、家庭用やプラント用の用途に適している。
- 持続可能性
貴金属触媒はリサイクルや再利用が可能なため、廃棄物を減らし、新たな触媒製造の必要性を最小限に抑えることができる。さらに、多くの場合、リサイクル材料から製造することができ、環境への影響をさらに軽減することができる。
結論
一言で言えば、貴金属触媒は従来の触媒に比べて、高い 触媒活性、優れた選択性、高い熱安定性、長寿命、汎用性、持 続可能性など、多くの利点を備えている。その結果、貴金属触媒は幅広い産業用途でますます普及しつつある。貴金属触媒を利用することで、企業はプロセスの効率を向上させ、コストを削減し、環境への影響を最小限に抑えることができる。スタンフォード・アドバンスト・マテリアルズ（SAM）は、高品質の貴金属触媒をリーズナブルな価格で提供する信頼できるサプライヤーです。詳しくは弊社サイトをご覧ください。
