1、觸媒的分類及制備方法

       觸媒材料一般采用過渡族金屬元素或其合金。根據(jù)其形狀的不同可以分為：片狀、粉狀、粒狀、絲狀、管狀、泡沫狀等。目前以粉末觸媒為主，片狀觸媒已淘汰。
       粉末觸媒的制造方法主要有物理化學(xué)法和機(jī)械粉碎法兩大類。物理化學(xué)法是利用加熱、電解或化學(xué)反應(yīng)的方法從金屬化合物中制取粉末，如還原法、電解法和羰基法等。機(jī)械法是將固體或液態(tài)金屬(或合金)破碎成粉的方法，其化學(xué)成份基本不發(fā)生變化。典型方法有旋渦研磨法、球磨法和霧化法等。
       就制取金剛石合成用粉末觸媒而言，機(jī)械法制粉較為常見，如在觸媒合金中加入某些微量元素（Si、C等）使之發(fā)脆，通過球磨破碎即可得到200目左右的觸媒合金粉末。霧化制粉在粉末觸媒大規(guī)模生產(chǎn)方面占有優(yōu)勢(shì)。用該方法容易制得所需成份的、純度高、組織均勻且工藝性能優(yōu)良的優(yōu)質(zhì)金屬觸媒粉末，且霧化制粉所得粉末顆粒形狀、大小和粒度分布等均可在一定范圍內(nèi)調(diào)整。此外，霧化制粉還可使用廉價(jià)原料（廢金屬等），其工藝流程短、設(shè)備簡(jiǎn)單，因而總體成本較低。
       粉末觸媒生產(chǎn)的關(guān)鍵技術(shù)是控制粉末的粒度、形狀，特別是控制粉末觸媒中的氧含量。從目前粉末觸媒合成金剛石的應(yīng)用情況看，霧化粉末觸媒具有較大優(yōu)勢(shì)。采用真空/惰性氣體霧化工藝，可制備出氧含量低、成分均勻、組織細(xì)小的高質(zhì)量觸媒合金粉末。但水霧化粉末觸媒具有成本低的優(yōu)勢(shì)，而且水霧化制備的觸媒，盡管氧含量高，但隨后與石墨粉混合，經(jīng)真空熱處理，可有效脫氧，因此其發(fā)展前景更為廣闊。

       2、粉末觸媒特點(diǎn)

       粉末觸媒具有以下優(yōu)點(diǎn)：
      （1）比表面積大，接觸面積大，有利于晶體生長(zhǎng)
       粉末觸媒的一個(gè)基本特征就是比表面積大。豐富的比表面有利于觸媒與石墨的接觸，大大地增加了高溫高壓條件下觸媒和石墨的反應(yīng)面積。粉末觸媒若能與石墨粉充分混合，可以大幅度提高合成單產(chǎn)。
       眾所周知，均一的溫度場(chǎng)和壓力場(chǎng)是生長(zhǎng)優(yōu)質(zhì)金剛石的必要條件。粉末觸媒與石墨的均勻混合，能產(chǎn)生較均一的溫度場(chǎng)和壓力場(chǎng)，給金剛石生長(zhǎng)創(chuàng)造了良好的條件。
      （2）組織均勻、純度高
       采用粉末觸媒，各部位關(guān)鍵元素含量均勻統(tǒng)一，可以保證長(zhǎng)出均勻的金剛石。由于采用霧化法制備粉末觸媒，在從熔融的金屬液體變成固體粉末的過程中，冷卻速率非常快，觸媒中各成分的偏差能控制在千分之一左右。
      （3）熔點(diǎn)低
       隨著觸媒粒子粒徑的減小，其熔化溫度明顯降低。并且熔點(diǎn)的降低程度與粉末的粒度成反比。利用這個(gè)特點(diǎn)，可以通過不同觸媒粒度的合理搭配及合成工藝的調(diào)整，從而有效地控制合成腔體中金剛石的成核密度和生長(zhǎng)速度。
      （4）資源利用率高
       使用粉末觸媒生產(chǎn)金剛石，合成腔體內(nèi)觸媒重量百分比約30%左右，利用率相對(duì)較高。其組分也易于調(diào)節(jié)。使金剛石行業(yè)的觸媒使用量大幅降低。
       雖然粉末觸媒有上述優(yōu)點(diǎn)，但也具有如下缺點(diǎn)：
      （1）表面易受污染
       粉末觸媒材料的幾何尺寸非常小，其表面吸附性大大提高，灰塵、油污都會(huì)對(duì)其造成大的污染。特別是粉末觸媒非常容易被氧化，如果不能降低觸媒中的氧含量，就會(huì)極大的影響粉末觸媒的催化性能。
      （2）混料不易均勻
       由于石墨和觸媒粒徑非常小，且二者的比重差別很大（觸媒的比重約為8，石墨的比重為2.25），因此，要想把二者均勻的混合起來是很難的。雖然混料時(shí)加入適量的粘結(jié)劑能改善混料的均勻性，但后處理不徹底將會(huì)影響金剛石的合成。
       此外，若粉狀觸媒在生產(chǎn)、貯運(yùn)和應(yīng)用中存在的氧化問題得不到很好的解決，就會(huì)造成粉末觸媒合成工藝的不穩(wěn)定。