催化剂的制备经典方法

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,二、催化化学又一门综合的科学催化化学是在漫长的历史进展过程中，从很多别的学科，包括物理学、生物学以及化学各分支学科中吸取了大量的成就的根底上进展起来的一门边缘科学。,催化剂的制备,催化剂制备的要点,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。,肯定物理构造的掌握：粒度、比外表、孔体积。,催化剂的一般制备方法,不同制备方法，成分、用量一样，但催化剂的性能可能不同,沉淀法,浸渍法,混合法,离子交换法,一、,沉淀法,沉淀法的根本原理是在含金属盐类的水溶液中，加进沉淀剂，以便生成水合氧化物，碳酸盐的结晶或凝胶。将生成的沉淀物分别，洗涤，枯燥后，即得催化剂。,金属盐溶液,NaOH(Na,2,CO,3,),沉淀,洗涤,活化,成型,枯燥,焙烧,研磨,催化剂,水热合成法：在常温常压下水溶液的沉淀理论，形成沉淀粒子的因素是溶度积和相对过饱和度，为了得到更大的过饱和度，水溶液温度升到常压沸点以上，为了保持液相，必需加压。在高压状态下水的气相和液相可以共存。水在高温、高压下时称之为水热状态。在此状态下合成无机化合物称为水热合成，此反响称为水热反响。利用水热合成可以合成大的单晶和新的沸石分子筛。水热合成的温度在150C以下称为低温水热合成，温度在150C以上称为高温水热合成。低温水热合成有利于得到孔径较大的沸石，大多数是出于非平衡状态的介稳相。,沉淀法制备催化剂举例,1Al2O3的制备单组分沉淀法,先制成氧化铝的水合物，再将其转化为Al2O3。,水合氧化铝一般有四种：,-Al2O33H2O：水氧铝；-Al2O3H2O：水软钼石,-Al2O33H2O：拜尔石；-Al2O3H2O：水硬铝石,常见氧化铝按晶形分成8种，可归为两类：,1低温氧化铝低于873K煅烧而得：包括、x、和型，统称为族。,2高温氧化铝在11731273K下煅烧而得：包括、三种类型，统称为族。-Al2O3为最稳定态，使高温煅烧而得的惰性Al2O3，是一种比外表较小的载体。又称刚玉。,2 分子筛的合成,NaY,原粉,Na,型丝光沸石,混合,水玻璃,硫酸铝,偏铝酸钠,氢氧化钠,成胶,晶化,过滤洗涤,枯燥,一过程,将载体置于含有活性组分的溶液中浸泡，到达平衡后将剩余液体除去或将溶液全部浸入固体，再经枯燥、煅烧、活化，即得催化剂。浸渍溶液中所含的活性组分，应具有溶解度大、构造稳定和受热分解为稳定化合物的特点，如硝酸盐、乙胺盐、胺盐等。浸渍法根本原理为：当多孔载体与溶液接触时，由于外表张力作用而产生的毛细管压力，使溶液进入毛细管内部，然后溶液中的活性组分再在细孔内外表吸附。不同组分包括溶剂分子在载体上有竞争吸附作用，有不同的状况。,二、浸渍法,载体（如,Al,2,O,3,）的沉淀,洗涤干燥,载体的成型,用活性组份浸渍,干燥,焙烧分解,活化还原,负载型金属催化剂,二浸渍法的原理,活性组份在载体外表上的吸附,毛细管压力使液体渗透到载体空隙内部,提高浸渍量可抽真空或提高浸渍液温度,活性组份在载体上的不均匀分布,三浸渍法的优点,可用已成型的载体如氧化铝，氧化硅，活性炭，浮石，活性白土等,负载组份利用率高，用量少如贵金属,四浸渍法实例,铂/氧化铝-重整催化剂,将汽油中直链烃芳构化,载体（,99.9%Al,2,O,3,）,成型,1/6*1/6,英寸,预处理：比表面,250m,2,/g,0.56ml/g,540,o,C,活化、冷却、浸渍铂氯酸,0.2-0.6%,120,o,C,干燥,590oC,活化焙烧分解,高温活化还原,负载型,重整,催化剂,三、混合法,直接将两种或两种以上物质机械混合再经碾压制成。其根本操作时将活性组分与载体机械混合后，碾压至肯定程度，最终煅烧活化。,设备简洁，操作便利，产品化学组成稳定,球磨机、拌粉机,分散性和均匀性较低,四、离子交换法,离子交换法是在载体上进展金属离子交换而负载的方法，可以制备高分散性的金属催化剂。,离子交换法中，依据离子交换的种类和交换度的不同，需要留意交换温度、交换液浓度等因素。,利用离子交换的手段把活性组分以阳离子的形式交换吸附到载体上。,适用于低含量，高利用率的贵金属催化剂。,用于活性组分高分散，均匀分布大外表的负载型金属催化剂。,分子筛上的离子交换,氢型分子筛的制备H-ZSM-5,硅酸钠,硫酸铝,氢氧化钠,晶化,Na-ZSM-5,分子筛,1 M NH,4,NO,3,交换,3,5,次,NH,4,-ZSM-5,分子筛,焙烧脱氨,H-ZSM-5,五、工业用催化剂的成型,催化剂必需有一个预先确定的外形球型、条型、微球型、蜂窝型等)和大小，而外形和大小则取决于催化剂的用途和使用催化剂的反响器类型。并且，催化剂颗粒外形对其活性、选择性、强度、阻力、传热等有影响。,催化剂外形的不同类型及其相应的应用状况,形状,大小,反应器类型,形状,大小,反应器类型,挤条,压片,d=1-5mm,L=3-30mm,d=3-10mm,h=3-10mm,固定床反应器,颗粒,丸粒,球,球,d=1-20mm,d=1-50mm,d=1-5mm,d=20-100m,固定床反应器,固定床反应器,固定床反应器，浆态床反应器，提升管反应器,六、固体催化剂制备方法进展,超细粒度催化剂,超细粒子在纳米尺度时的外表效应,反响中的集中行为,催化剂活性增加,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,膜催化剂,提高转化率,简化分别工序,