催化剂的制备方法讲解材料.ppt

（一）过程 将载体置于含有活性组分的溶液中浸泡，达到平衡后将剩余液体除去（或将溶液全部浸入固体），再经干燥、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、结构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。浸渍法基本原理为：当多孔载体与溶液接触时，由于表面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表面吸附。不同组分（包括溶剂分子）在载体上有竞争吸附作用，有不同的情况。 二、浸渍法 1、溶剂很快被吸附 如以?-Al2O3为载体，浸渍钼盐和钴盐的水溶液制备MoO3-CoO/ ?-Al2O3催化剂时，水在?-Al2O3上的吸附很快，所以浸渍开始不久，便由于水量减少，再加上吸附放热引起的蒸发而使溶液变浓，结果影响浸渍的均匀性。这种情况下，一般是将载体先用水处理，再浸入含活性组分的溶液。 2、多组分溶液 由于有两种以上的溶质共存，所以会改变原来某一活性组分在载体上的分布情况，例如制备Pt重整催化剂时，溶液中加入一些乙酸，由于竞争性吸附可改变Pt在载体上的分布。 3、多种活性组分的浸渍 可采用分步法，先将一种活性组分浸渍后，经干燥焙烧，再浸渍另一活性组分，再干燥焙烧。 计算理论浸渍量时要以载体的比表面和孔容为依据。 常由于各种原因使真正浸渍量同理论浸渍量偏离。 4、浸渍条件的影响 影响浸渍效果的因素主要是浸渍液的性质、载体的特性和浸渍条件等。浸渍过程有溶液的浸透、溶质的吸附、溶质与载体的反应、溶质的迁移等现象的发生。 （1）浸渍时间 当浸渍溶液与孔性载体接触时，溶液渗透推动力为： 渗透时间与渗透距离的关系： 但必须注意，浸渍时间不等于渗透时间。如果载体对溶质没有吸附作用，负载全靠溶质浓缩结晶沉积，则可认为渗透时间等于浸渍时间；如果有吸附作用，要使溶质在载体表面分散均匀，溶质必须在孔内建立吸附平衡，这需要一段比渗透时间长得多的浸渍时间。 （2）浸渍液浓度 （3）浸渍前载体状态 在浸渍前，将载体干燥或润湿会产生不同的浸渍效果。在同样浓度的浸渍液条件下，干燥载体内浸渍组分的分布比湿载体时均匀。 （4）活性组分分布对催化活性影响 当催化剂颗粒的内扩散阻力大的时候，反应优先在外表面附近发生，把活性组分负载在外表面附近可以有效利用活性组分。对于正级数反应，蛋壳型催化剂效率因子最高；而对于负级数反应，蛋黄型较好，因为扩散阻力增大了反应速率。当反应物中含有微量毒物，易在催化剂上沉积，沉积是从外表面开始发生，使用蛋白型催化剂就可以保护活性组分不中毒，可延长使用寿命。 均匀型催化剂 蛋壳型催化剂 蛋白型催化剂 蛋黄型催化剂 载体（如Al2O3）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 活性组份在载体表面上的吸附 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）浸渍法分类 1.过量浸渍法 将载体浸入过量的浸渍溶液中（浸渍液体超过可吸收体积），待吸附平衡后，沥去过剩溶液，干燥，活化后再得催化剂成品。 2.等体积浸渍法 将载体与正好可吸附量的浸渍溶液相混合，浸渍溶液刚好浸渍载体颗粒而无过剩。 预先测定浸渍溶液的体积 多活性物质的浸渍 浸渍时间 3.多次浸渍法 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 可避免多组分浸渍化合物各组分竞争吸附 4.浸渍沉淀法 将浸渍溶液渗透到载体的空隙，然后加入沉淀剂使活性组分沉淀于载体的内孔和表面 吸附 H2PtCl6盐酸溶液 载体 再加入NaOH 载体 沉淀 氢氧化铂沉淀 先浸渍 易还原粒子细 （五）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%Al2O3） 成型?1/6*1/6英寸 预处理：比表面250m2/g, 0.56ml/g 540oC活化、冷却、浸渍铂氯酸0.2-0.6% 120oC 干燥 590oC活化焙烧分解 高温活化还原 负载型重整催化剂 浸渍法（多次浸渍）实例 镍/氧化铝-----重整催化剂—将甲烷或石脑油重整制合成气 Al2O3+铝酸钙水泥+石墨+水 成型?16*16*6mm 预处理：120oC干燥、 1400oC焙烧,得载体 熔融浸渍硝酸镍10-20% 干燥、活化焙烧分解 熔融浸渍硝酸镍10-20% 干燥、活化焙烧分解 负载型镍催化剂 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。其基本操作时将活性组分与载体机械混合后，碾压至一定程度，最后煅烧活化。 设备简单，操作