影响沉淀法制备催化剂的因素知识讲稿.ppt

影响沉淀法制催化剂的因素 沈阳理工大学环化学院 概述 沉淀是溶液中的溶质由液相变成固相析出的过程。采用沉淀的手段，主要是为了通过沉淀达到浓缩的目的，或者通过沉淀，固液分相后，除去留在液相或沉积在固体中的非必要成分；其次，沉淀可以将已纯化的产品由液态变成固态，加以保存或进一步处理。 沉淀方法用于分离纯化是有选择性的，即有选择地沉淀杂质或有选择地沉淀所需成分。 沉淀法: 采用适当的措施改变溶液的理化参数，控制溶液的各种成分的溶解度，从而将溶液中的欲提取的成分和其它成分分开的技术。 催化剂制备——沉淀法 在金属盐溶液中加入沉淀剂，生成难溶金属盐或金属水合氧化物，从溶液中沉淀出来，再经老化、过滤、洗涤、干燥、焙烧、成型、活化等工序制得催化剂或催化剂载体 —— 广泛用于制备高含量的非贵金属、（非）金属氧化物催化剂或催化剂载体 沉淀法的分类 根据加入沉淀剂的不同： （1）盐析法； （2）等电点沉淀法； （3）有机溶剂沉淀法； （4）非离子型聚合物沉淀法； （5）聚电解质沉淀法； （6）高价金属离子沉淀法等。 沉淀的形成 (1)晶核的生成 (2)晶核的长大 晶核的生成 均相成核：当溶液呈过饱和状态时，构晶离子由于静电作用，通过缔合而自发形成晶核的作用。例BaSO4晶核的生成一般认为就是在过饱和溶液中，Ba2+与SO42-首先缔合为Ba2+SO42-离子对，然后再进一步结合Ba2+及SO42-而形成离子群，当离子群大到一定程度时便形成晶核。 异相成核：则是溶液中的微粒等外来杂质作为晶种诱导沉淀形成的作用，例如，由化学纯试剂所配制的溶液每毫升大概至少有10个不溶性的微粒，它们就能起到晶核的作用。这种异相成核作用在沉淀形成的过程中总是存在的。 晶核的长大 晶核形成之后，构晶离子就可以向晶核表面运动并沉积下来，使晶核逐渐长大，最后形成沉淀微粒。 聚集相对速度:即构晶离子聚集成晶核，进一步积聚成沉淀微粒的速率,也就是晶核生成速率。 定向速率:即在聚集的同时，构晶离子按一定顺序在晶核上进行定向排列的速率，既是晶核长大速率。 对催化剂的影响因素 温度 pH 反应条件 温度对沉淀法制备催化剂的影响 通过具有相同组成的前驱体的沉淀动力学产生作用，控制晶核生成和长大速率。 在温度低于75℃时，随着沉淀温度的升高，溶液的不饱和度增加，沉淀速率减慢，使沉淀形成更均匀，从而提高了催化活性 。 提高沉淀温度有利于提高前驱体中各物相的转化速率以及离子的同晶取代速率，最佳沉淀温度大于80℃。 温度 结论： 晶核生成速率、长大速率存在极大值（晶核生成速率最大时的温度比晶核长大速率最大时的温度低得多） 低温有利于晶核生成，不利于晶核长大，一般得到细小颗粒 晶形沉淀应在较热溶液中进行，并且热溶液中沉淀吸附杂质少、沉淀时间短（一般70-80 ℃） 生成速率或长大速率 温度 晶体大小 晶核生成速率 晶核长大速率 晶体颗粒大小 以共沉淀法制备LaMnAl11O12为例作为研究温度对沉淀法制备催化剂的影响（以碳酸钠为沉淀剂的共沉淀法制备Mn取代的六铝酸盐催化剂） 不同焙烧温度下形成的LaMnAl11O12XRD谱图 经800℃(a)和1 200℃(b)焙烧的LaMnAl11O12样品的扫描电镜照片 800℃和1200℃焙烧后的颗粒直径大约为20 nm。但是800℃焙烧的催化剂为球状颗粒分布，而1200℃焙烧的催化剂有所烧结，呈各向异性，属于六铝酸盐颗粒聚集体的特征形貌。 不同焙烧温度制得的催化剂对甲烷燃烧反应催化活性的影响 （口800℃；●1 000℃；▲1 100℃；☆1 200℃） 800℃焙烧所得催化剂的结构不稳定，与前面XRD所示800℃焙烧得到的催化剂并不是结构稳定的六铝酸盐晶体一致。1 000℃焙烧形成六铝酸盐晶相后，催化活性有所降低，继续提高焙烧温度，对其起燃温度稍有影响，但在高温稳定性上体现出更好的效果，证明该六铝酸盐具有良好的高温稳定性。因此，制备六铝酸盐催化剂的最佳温度应在1 200℃。 不同沉淀温度对六铝酸盐催化剂的制备有一定的影响，不同沉淀温度制备的催化剂样品LaMnAl11O12的比表面积见下表： 由上表可看出，对于碳酸钠沉淀剂，共沉淀法制备六铝酸盐催化剂的比表面积基本上随沉淀温度的升高呈上升趋势。这是因为较高温度形成的沉淀的溶解度有所增加，同时各种离子电离过程进行的更为充分，打破了局部沉淀的现象，从而形成较为均匀的混合物沉淀。 口20℃；o 40℃；▲60℃；v 80℃；◆90℃ 不同沉淀温度下焙烧所得催化剂的活性测试 可以看出，20℃下沉淀所得的催化剂在甲