Metalni katalizatori bez nosača i metali na nosaču
Razvrstavanje prema tome jesu li aktivne komponente katalizatora nanesene na nosač ili ne:
Metalni katalizatori bez nosača
Odnosi se na metalne katalizatore bez nosača, koji se prema sastavu mogu podijeliti u dvije kategorije: monometali i legure. Obično se primjenjuje u obliku metalnog kostura, žičane mreže, metalnog praha, metalnih čestica, metalnih strugotina i filmova od isparavanja metala. Metalni kostur katalizatora je legura katalitički aktivnog metala i aluminija ili silicija, a zatim otapa aluminij ili silicij s otopinom natrijevog hidroksida da bi se formirao metalni kostur. Najčešće korišteni skeleton katalizator u industriji je skeleton nikal, koji je izumio M. Rainey iz Sjedinjenih Država 1925., pa je poznat i kao Rainey nikal. Matrični nikalni katalizatori naširoko se koriste u reakcijama hidrogenacije. Ostali katalizatori okosnice uključuju kobalt okosnicu, bakar okosnicu i željezo okosnicu. Tipični katalizatori od žičane mreže su platinasta mreža (vidi sliku) i mreža od legure platine i rodija, koji se koriste u procesu amonijaka i oksidacije za proizvodnju dušične kiseline.
Metalni katalizatori na nosaču
Katalizator je podržan metalnim komponentama na nosaču radi poboljšanja disperzije i toplinske stabilnosti metalnih komponenti, tako da katalizator ima odgovarajuću strukturu pora, oblik i mehaničku čvrstoću. Većina metalnih katalizatora na nosaču priprema se impregniranjem otopina metalnih soli na nosaču i njihovom redukcijom nakon pretvorbe taloženja ili toplinske razgradnje. Jedan od ključeva za pripremu metalnih katalizatora na nosaču je kontrola uvjeta toplinske obrade i redukcije (vidi Proizvodnja katalizatora).
Monometalni i polimetalni katalizatori
Klasifikacija prema aktivnoj komponenti katalizatora je jedan ili više metalnih elemenata:
Monometalni katalizatori
Odnosi se na katalizator sa samo jednom metalnom komponentom. Na primjer, 1949. godine, katalizatori za reformiranje platine, koji su prvi put korišteni u industriji, imali su aktivnu komponentu jedne metalne platine na nosaču η-aluminijevog oksida koji je sadržavao fluor ili klor.
Polimetalni katalizatori
Komponente u katalizatoru sastoje se od dva ili više metala. Na primjer, bimetalni (više-)metalni reforming katalizatori kao što je platina-renij na nosaču -aluminijevog oksida koji sadrži klor. Imaju superiorne performanse u odnosu na gore spomenute reforming katalizatore koji sadrže samo platinu, u kojima različiti metali na nosaču mogu formirati binarne ili multivarijantne metalne klastere, što uvelike poboljšava učinkovitu disperziju aktivnih komponenti. Koncept spojeva klastera atoma metala prvi je došao iz katalizatora za kompleksiranje, a kada se primijeni na čvrste metalne katalizatore, može se smatrati da također postoji nekoliko, deseci ili više atoma metala grupiranih na površini metala. Od 70-ih godina prošlog stoljeća, na temelju ovog koncepta, predložen je model aktivnog centra metalnih atomskih klastera kako bi se objasnio mehanizam nekih reakcija. U polimetalnim katalizatorima na podlozi i bez podloge, ako se legura formira između metalnih komponenti, naziva se legura katalizatora. Više se proučavaju i primjenjuju katalizatori od binarnih legura, kao što su bakar-nikal, bakar-paladij, paladij-srebro, paladij-zlato, platina-zlato, platina-bakar, platina-rodij, itd. Aktivnost katalizatora može se prilagoditi podešavanje sastava legure. Na primjer, nakon dodavanja male količine bakra katalizatoru nikla, izvorna površinska struktura katalizatora nikla mijenja se zbog obogaćivanja površine bakrom, tako da se aktivnost hidrokrekiranja etana brzo smanjuje. Katalizatori od legura se koriste u hidrogenaciji, dehidrogenaciji, oksidaciji itd.