中文名称：铱催化剂
英文名称：Iridium Catalyst

组成与结构特性

铱催化剂以金属铱为核心，通过浸渍法负载于氧化铝、活性炭等载体，形成纳米级分散结构。其活性组分包括零价铱（Ir⁰）和氧化态铱（如Ir³⁺、Ir⁴⁺），配体通常为CO、PPh3、环辛二烯（COD）等。例如，[Ir(COD)Cl]2 dimer需在反应中原位解离生成活性单体[Ir(COD)Cl]−，而[Ir(CO)2Cl2]−则通过CO配位稳定铱中心，防止团聚。

催化反应机理

铱催化剂在加氢反应中遵循协同活化机理，例如[Ir(CO)Cl(PPh3)2]催化苯乙烯加氢时，Ir中心吸附H₂并解离为H⁻，同时苯乙烯π键与Ir配位，H⁻转移至碳原子生成乙苯。在环化反应中，铱催化剂通过氧化加成-还原消除机制实现碳-碳键构建，例如[Ir(ppy)2(bpy)]+催化炔烃环化时，Ir中心先与炔烃发生氧化加成生成五元环铱中间体，再通过还原消除形成环状产物。

工业应用场景

铱催化剂在能源领域应用广泛，例如作为阳极催化剂提升电解水制氢效率，在1.8 V电压下电流密度达500 mA/cm²；在燃料电池中，Ir/C催化剂可增强氧还原反应稳定性，寿命延长至5000小时以上。在化工生产中，铱催化剂用于合成高附加值化学品，例如催化炔烃环齐聚生成纳米石墨烯，或催化硝基化合物选择性还原生成胺类中间体。

回收与循环利用

失活铱催化剂可通过化学沉淀、离子交换或电解法回收铱元素，回收率可达90%以上。例如，含铱废催化剂经王水溶解后，通过调节pH沉淀铱氢氧化物，再经煅烧还原得到金属铱粉，重新制备催化剂或用于电子封装材料。2025年市场数据显示，5%铱含量催化剂每公斤回收价值达18-35万元，推动资源循环利用产业发展。

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