(工业催化课件）第四章催化剂的制备（新）1.ppt

§4-1 催化材料分类 §4-2 单组分(载体)催化剂的制备方法 §4-3 复合组分催化剂的制备 §4-4 负载型催化剂的制备 §4-5 活性组分的浸取 §4-6 特殊类型催化剂的制备 §4-7 催化剂的成型 §4-8 催化剂的工业制造 又叫做沥滤法（Leaching） 一.适用范围 制备骨架Ni，骨架Cu，骨架Fe等合金催化剂的方法 1925年Raney首次用该法制成骨架Ni催化剂，所以该催化剂就称之为Raney Nickel （ 加氢催化剂） 5.沉淀条件的选择 ⑴形成晶形沉淀的条件： ①沉淀作用应在适当的稀溶液中进行 但溶液也不宜太稀，以免增加沉淀物的溶解损失 VN降低，有利于晶体长大 可得到完整的结晶 避免产生位错和晶格缺陷 减少沉淀包藏杂质 ②沉淀剂应在不断搅拌下缓慢加入 避免发生局部过浓生成大量晶核并同时维持一 定的过饱和度。 ③沉淀应在热溶液中进行 T↑ 过饱和度↓ VN ↓有利于晶体长大 ④ 老化 微晶消失，粗晶长大，易形成晶体 ⑵形成非晶形沉淀的条件 ①沉淀作用在浓溶液中进行 在不断搅拌下，迅速加入沉淀剂，这样可获得比较紧密凝聚的沉淀，而不至于成为胶体溶液。 ②在热溶液中进行沉淀，可使沉淀比较紧密，减少吸附现象。 ③为防止生成胶体溶液，加入适当电解质。 ④不宜老化，而应立即过滤，以防沉淀进一步凝聚，杂质也更难洗去。 6.操作过程 ⑴金属盐溶液＋载体 碱 金属氢氧化物或碳酸盐/载体 原料准备：脱水的载体，盐溶液，碱溶液 脱水的载体 盐溶液 碱溶液 碱溶液 A.对表面有羟基的载体，当羟基参与反应时，载体表面的PH值溶液中的PH值，则在表面上优先沉淀 B.要快速混合，避免在本体溶液中快速成核及长大，否则溶胶太大不易进入孔中，只结合在载体外表面，导致孔道内没有活性组分，制得的催化剂活性低。 ⑵将沉淀负载到载体上时注意问题： O H O H O H O H O Si Si O Si O O Si Si OH O O O SiO2胶球粒子示意图 7.均匀沉淀法 ⑴提出原因 ⑵方法介绍 使待沉淀溶液与沉淀剂母体充分混合，造成一个十分均匀的体系，然后调节温度，使沉淀剂母体加热分解转化为沉淀剂，从而使金属离子产生均匀沉淀。 ⑶特点 A.时间长 B.产物均匀，颗粒粗细一致而致密，便于过滤和洗涤 C.载体负载量可通过反应时间来控制 D.水解速度随温度变化而变化，调节温度，可控制沉淀反应所需的OH-浓度下进行 二、吸附（过量浸渍法） 适用于负载量小的贵金属催化剂 适用于大颗粒载体的浸渍 浸渍法的优点： 可使用现有的有一定外型和尺寸的载体，省去成型过程 可选用适合的载体以提供催化剂所需的物理结构特征 用量少，利用率高，对贵稀材料尤为重要 所负载的量可直接由制备条件计算而得 1.方法简介 把载体泡入过量的含有活性组分的可溶性化合物溶液（浸渍液）中，待吸附平衡后过滤、干燥及焙烧后即成。 平衡量 浓度 吸附量 负载量的控制：调节浸渍液浓度和体积 分步多次浸渍 吸附遵循吸附等温线 2.载体的吸附 ⑴ PH值 溶液PH值=载体等电点时，载体不带电，不吸附 溶液PH值载体等电点时，载体带正电，吸附阴离子 溶液PH值载体等电点时，载体带负电，吸附阳离子 例如： SiO2的等电点在PH=1~2,溶液的PH2时，SiO2表面带负电，可吸附阳离子。 Al2O3的等电点在PH=7~9，溶液的PH一般也在这个附近，载体即可带正电荷，也可带负电荷，所以既能吸附阳离子，也可吸附阴离子，但较弱。 MgO的等电点在PH=12.1~12.7，溶液的PH一般小于此，载体MgO带正电荷，吸附阴离子。 ⑵若溶液中有许多种阳离子或阴离子，载体优先吸附谁？ 对阳离子吸附能力： C4+C3+C2+C+ ~H+ 对阴离子吸附能力： SO42-I-Br-Cl-F- 与离子的极化力有关： 电荷↑，半径↓ ，极化力↑ 3.竞争吸附 ⑴含义：对贵金属负载型催化剂，由于贵金属含量低，要在大表面积上得到均匀分布，常在浸渍液中除活性组份外，再加入适量的第二组份，载体在吸附活性组分的同时必吸附第二组份，新加入的第二组份就称为竞争吸附剂，这种作用叫竞争吸附。 ⑵作用：得到不同活性组分分布 ⑶活性组分在载体上分布的不同类型 均匀型 蛋壳型 蛋黄型 蛋白型 例如：Pt/?-Al2O3重整催化剂 用一元酸作竞争吸附剂，可得到均匀型分布 用多元