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1、精选优质文档-倾情为你奉上催化剂常用制备方法固体催化剂的构成l 载体（Al2O3 ）l 主催化剂（合成NH3中的Fe）l 助催化剂（合成NH3中的K2O）l 共催化剂（石油裂解SiO2-Al2O3催化剂制备的要点l 多种化学组成的匹配 各组分一起协调作用的多功能催化剂l 一定物理结构的控制 粒度、比表面、孔体积基本制备方法：n 浸渍法(impregnating) n 沉淀法(depositing) n 沥滤法(leaching) n 热熔融法(melting) n 电解法(electrolyzing) n 离子交换法(ion exchanging) n 其它方法固体催化剂的孔结构（1）比表面积
2、Sg比表面积：每克催化剂或吸附剂的总面积。测定方法：根据多层吸附理论和BET方程进行测定和计算注意：测定的是总表面积，而具有催化活性的表面积（活性中心）只占总表面的很少一部分。内表面积越大，活性位越多，反应面越大。（2）催化剂的孔结构参数 密度：堆密度、真密度、颗粒密度、视密度 比孔容（Vg）：1克催化剂中颗粒内部细孔的总体积.孔隙率():颗粒内细孔的体积占颗粒总体积的分数(一) 浸渍法 n 通常是将载体浸入可溶性而又易热分解的盐溶液(如硝酸盐、醋酸盐或铵盐等)中进行浸渍，然后干燥和焙烧。n 由于盐类的分解和还原，沉积在载体上的就是催化剂的活性组分。浸渍法的原理l 活性组份在载体表面上的吸附l
3、 毛细管压力使液体渗透到载体空隙内部l 提高浸渍量（可抽真空或提高浸渍液温度）l 活性组份在载体上的不均匀分布浸渍法的优点 n 第一，可使用现成的有一定外型和尺寸的载体材料，省去成型过程。（如氧化铝，氧化硅，活性炭，浮石，活性白土等）n 第二，可选择合适的载体以提供催化剂所需的物理结构待性如比表面、孔径和强度等。n 第三，由于所浸渍的组分全部分布在载体表面，用量可减小，利用率较高，这对贵稀材料尤为重要。n 第四，所负载的量可直接由制备条件计算而得。 浸渍的方法 n 过量浸渍法 n 等量浸渍法 n 喷涂浸渍法n 流动浸渍法 1.1、过量浸渍法n 即将载体泡入过量的浸渍液中，待吸附平衡后，过滤、干
4、燥及焙烧后即成。n 通常借调节浸渍液浓度和体积来控制负载量。 1.2、等量浸渍法 n 将载体与它可吸收体积相应的浸渍液相混合，达到恰如其分的湿润状态。只要混合均匀和干燥后，活性组分即可均匀地分布在载体表面上，可省却过滤和母液回收之累。但浸渍液的体积多少，必须事先经过试验确定。n 对于负载量较大的催化剂，由于溶解度所限，一次不能满足要求；或者多组分催化剂，为了防止竞争吸附所引起的不均匀，都可以来用分步多次浸渍来达到目的。 1.3多次浸渍法l 重复多次的浸渍、干燥、焙烧可制得活性物质含量较高的催化剂l 可避免多组分浸渍化合物各组分竞争吸附1.4浸渍沉淀法将浸渍溶液渗透到载体的空隙，然后加入沉淀剂使
5、活性组分沉淀于载体的内孔和表面(二) 沉淀法 n 借助于沉淀反应。用沉淀剂将可溶性的催化剂组分转变为难溶化合物。经过分离、洗涤、干燥和焙烧成型或还原等步骤制成催化剂。这也是常用于制备高含量非贵金属、金属氧化物、金属盐催化剂的一种方法。 n 共沉淀、均匀沉淀和分步沉淀2.1、共沉淀方法将催化剂所需的两个或两个以上的组分同时沉淀的一个方法，可以一次同时获得几个活性组分且分布较为均匀。为了避免各个组分的分步沉淀，各金属盐的浓度、沉淀剂的浓度、介质的pH值以及其他条件必须同时满足各个组分一起沉淀的要求。例：合成甲醇 CuO-ZnO-Al2O3Na2CO3 Cu(NO3) 2 Zn (NO3) 2 Al
6、 (NO3) 3 溶液PH中性 三元混合氧化物沉淀2.2、均匀沉淀法n 它不是把沉淀剂直接加到待沉淀的溶液中，也不是加沉淀剂后立即产生沉淀反应，而是首先使沉淀的溶液与沉淀剂母体充分混合，造成一个均匀的体系，然后调节温度、逐渐提高PH值或在体系中逐渐生成沉淀剂等方式，创造形成沉淀的条件，使沉淀作用缓慢地进行。n 例如，在铝盐溶液中加入尿素，混合均匀后加热升温至90一100，溶液中由于尿素的分解而放出OH离子，于是氢氧化铝就均匀地沉淀出来。2.3 导晶沉淀法l 借助晶化导向剂引导非晶型沉淀转化为晶型沉淀X,Y分子筛合成分子筛合成原料 加晶种 晶化 无定型物 转化 X，Y晶体高结晶度沉淀时金属盐类的
7、选择l 一般选用硝酸盐（大都溶于水）l 贵金属为氯化物的浓盐酸溶液l 铼选用高铼酸（H2Re2O7）沉淀时沉淀剂的选择l 易分解挥发除去（氨气，氨水，铵盐，碳酸盐等）l 形成的沉淀物便于过滤和洗涤（最好是晶型沉淀，杂质少，易过滤洗涤）l 沉淀剂的溶解度要大（这样被沉淀物吸附的量就少）l 沉淀物的溶解度应很小l 沉淀剂无污染沉淀形成影响因素l 浓度 溶液浓度过饱和时，晶体析出，但太大晶核增多，晶粒会变小）l 温度 低温有利于晶核形成，不利于长大，高温时有利于增大，吸附杂质也少l pH值 在不同pH值下，沉淀会先后生成l 加料顺序和搅拌强度 加料方式不同，沉淀性质有差异沉淀的陈化和洗涤l 晶型沉淀
8、陈化有助于获得颗粒均匀的晶体（吸附杂质较少）l 非晶型沉淀一般应立即过滤(防止进一步凝聚包裹杂质）l 一般洗涤到无OH-,NO3-沉淀的干燥焙烧活化l 干燥（除去湿沉淀中的洗涤液）l 焙烧（热分解除去挥发性物质，或发生固态反应，微晶适度烧结）l 活化（在一定气氛下处理使金属价态发生变化）实例一 分子筛的合成水玻璃 硫酸铝 偏铝酸钠 氢氧化钠 混合 成胶 晶化 过滤洗涤 干燥 NaY原粉 Na型丝光沸石(三)沥滤法 1925年Raney首次用沥滤法(1eaching)制成骨架镍催化剂，所以，该骨架镍加氢使化剂常称为(Raney Nickel)。此法先制成含NiAl各50的合金，经破碎过筛后用20
9、NaOH溶液将合金中的铝溶解，留下具有高表面活性的骨架镍。这类催化剂的特点是金属分散度高，催化活性也高。这是由于除去铝后在骨架上留下的金属原子都处于价控末饱和状态，以及在去铝时产生大量被吸附在Ni原子表面上和溶于金属中的活泼氢的缘故。 (四)热熔融法 合成氨催化剂是采用热熔融法(melting)制成。将磁铁矿(Fe3O4) 与KNO3，A12O3等混合，在电炉中熔融然后将所得的熔融物进行破碎，过筛而制得所需粒度的Fe催化剂。这种借助高温条件将各种组分熔合为均匀分布的混合体、氧化物固熔体或合金固熔体的方法就又称为热熔融法。 (五)电解法 用于甲醇氧化脱氢制甲醛的银催化剂通常用电解法(electr
10、olyzing)制备。该法以纯银为阳极和阴极，硝酸银为电解液在一定电流密度下电解，银粒在阴极析出，经洗涤、干燥和活化后即可使用。 (六) 离子交换法 用某些具有离子交换特性的材料(如离子交换树脂、沸石分子筛等)借助于离子交换反应，将所需要离子交换上去，然后再经过后处理即可制成所需的催化剂。用酸洗交换的方式可以将Na型离子交换树脂转变为固体表面酸性的催化剂，用NH4+离子交换NaM型沸石再焙烧脱氨即可制得甲苯歧化反应所需的HM型沸石催化剂(七) 制备催化剂的其它技术 n 模板法等新技术n 溶胶-凝胶法n 均相催化剂固相化等新方向 模板法催化剂颗粒强度提高方法l 压片是可靠的增强机械强度的方法l
11、增加烧结工艺l 添加粘结剂（硅、铝溶胶、水玻璃；硝酸、醋酸、糊精)催化剂的成型压片工艺l 颗粒形状一致、大小均匀、表面光滑、强度高l 适用于固定床反应器l 缺点,生产能力的低，设备复杂l 比表面和孔结构变化l 成型压力提高，比表面积变小，然后有所回升（压力更高时可使颗粒破碎）l 压力提高，平均孔径和总孔体积降低，孔分布平均化催化剂的成型挤条工艺l 塑性好的物料（铝胶等），或粉状物加了粘结剂后可挤条成型l 强度低（可烧结补强）l 粉末细，粘结剂量多，易挤条成型l 但粘结剂量多，干燥后收缩，形状难保持催化剂的成型喷雾工艺l 用雾化器将溶液分散为雾状液滴，在热风中干燥而获得微球型催化剂l 流化床催化
12、剂大多用该法l 颗粒直径、粒度分布好调(选不同雾化器)l 干燥后不需粉碎，缩短了流程催化剂的成型滚球工艺l 适用于球型催化剂的成型l 粒度均匀，形状规则l 机械强度不高，表面粗糙l 粉末细，成型后机械强度高，但成球困难l 加入粘合剂（水），量少成球时间长，量大时造成多胞，难成球l 加大转盘转数和倾斜度，粒度下降；转盘深，粒度大固体催化剂制备方法进展l 超细粒度催化剂 超细粒子在纳米尺度时的表面效应 反应中的扩散行为 催化剂活性增强l 溶胶凝胶法 多组分在胶体中分布均匀 可同步形成共沉淀物l 膜催化剂 提高转化率 简化分离工序沉淀法l 沉淀剂加入金属盐类溶液，得到沉淀后再进行处理金属盐溶液洗涤活化成型干燥焙烧研磨催化剂专心-专注-专业