第6次课-工业催化剂的制造方法.pptVIP

膜催化 膜催化反应的特点 膜催化技术将膜技术应用于催化反应领域集催化反应和分离双重功能于一身，因此具有—些优于其他技术的特性。 1)催化活性高 2)选择性可高达100% 3)载体型的膜催化剂呈现出耐高温、耐化学 稳定性，机械强度提高、催化寿命延长的特点。 膜催化 膜材料及分类 具有催化功能的膜，就是把催化剂固定于分离膜的表面或膜内，赋予膜以催化反应的功能，使作为反应部分的分离膜兼具反应与分离双重功能的一种功能化膜。 无机膜 高分子膜 生物膜 复合膜 膜催化 膜反应器类型 膜催化反应系统 膜催化技术应用前景展望 化学工业领域 由于膜催化技术能提高反应转化率、选择性，降低反应温度和节能降耗，因此，将加速新的催化反应的开发，特别是涉及到催化加氢、脱氢及烃类催化氧化过程的反应。 环境催化方面 期待利用膜催化反应器使污染大气的N0x和C02气体高效分解，以防止环境污染，并可用于原子能工业放射性废物的处理。另外，膜催化技术还可能在清洁燃烧及高温气体除尘与脱硫一体化的研究中发挥作用。现在，陶瓷膜光催化反应器在工业废水的处理研究中已经取得了可喜的成果 膜催化技术应用前景展望 能源方面 替代石油资源的将是天然气的综合利用。膜催化反应技术将在这一领域发挥作用。已开发出了两种用于甲烷氧化耦联中的钙铁矿型膜催化反应器，结果表明，在膜催化反应器中，产率和选择性可分别达到84％和94％，而在传统的反应器中，产率和选择性分别为28％和75％。 生物工程方面 随着人工合成膜作为生物催化剂的固定化载体研究的深入，膜催化反应器将会在这一领域得到更为广泛的应用，从而扩大生物催化反应在有机合成中的应用。 化学镀 化学镀法是将能形成非晶态活性组分的金属盐与还原剂、缓释剂和载体一起混合，将活性组分还原在催化剂载体上的技术。 这种方法不仅赋予催化剂较大的比表面积，而且由于活性组分呈高度分散状态，从而提高了催化剂的热稳定性，使非晶态合金催化剂的工业化前景更好。 * 几种重要的成型方法 压片成型：圆柱状、拉西环、齿轮状 挤条成型：圆柱体、环柱体 油中成型：球状2~5mm小球， 50~500μm微球（氧化铝、硅胶） 喷雾成型：粉状 微米级 转动成型：圆球状 §6-7 典型工业催化剂制法实例选 工业氨合成铁系催化剂的制备 主催化剂：Fe、助催化剂：Al2O3、K2O §2-7 典型工业催化剂制法实例选 SO2氧化钒系催化剂的制备 主催化剂：V2O5、助催化剂碱金属硫酸盐K2SO4、载体：硅藻土或硅胶。 §6-8 固体催化剂制备方法的新进展 固体超细微粒与催化剂 凝胶法及微乳化技术 气相沉积法 膜催化剂 化学镀 纳米材料在催化领域中的研究进展 纳米材料是指尺度为l－100nm的超微粒径压制、烧结或溅射而成的聚集态固体。它断裂强度高、韧性好、耐高温。由于纳米粒子具有许多传统固体不具有的特异性质，如特异的化学、机械、电子、磁学等性能，从而引起国内外研究界的高度重视，纳米材料被称为“二十一世纪的新材料”。 纳米材料在催化领域中的研究进展 由于纳米晶粒的比表面积大，表面原子比率大，使体系的电子结构和晶体结构明显改变，表现出特殊的电子效应和表面效应，而掺杂微粒元素改变体系的物理、化学性质则更为有效。如日本学者林丰治将超细镍粒子Ni—UFP(30nm)与Baney—Ni催化环辛二烯加氢生成环辛烯的反应进行了比较，发现前者比后者活性高2倍以上，选择性高5倍以上。 纳米材料在催化领域中的研究进展 从目前研究来看，纳米粒子对催化氧化、还原、聚合、裂解、异构等反应都具有很高的活性和选择性，对光解水制氢和一些有机合成反应也有明显的光催化活性。国际上已把纳米材料催化剂称为第四代催化剂。它在催化中的应用更为催化工作者展示了一个趣味盎然富有活力的研究领域。 纳米材料在催化领域中的研究进展 纳米粒子催化剂的研究现状 从现有的制备技术上看，纳米催化剂有以下几种类型， ◆金属纳米粒子催化剂，如铂、钯、铑、银、钴、铁等纳米粒子催化剂。 ◆金属氧化物纳米粒子，如ZnO、Ti02、MgO、NiO等纳米粒子催化剂。 ◆金属氧化物为载体的催化剂。 纳米材料在催化领域中的研究进展 纳米催化剂的制备方法 化学法 物理法 纳米材料在催化领域中的研究进展 化学法纳米催化剂的制备方法 ◆溶胶一凝胶法 溶胶—凝胶法一般是以金属盐或半金属盐做前驱体，将适当的烷氧化物如四甲氧基硅烷与水、酸性或碱性催化剂和共溶剂在搅拌或超声下，进行水解和缩聚反应形成Si02三维网络结构。在成胶的过程中，引入的金属组分包埋在三维网络结构中。再进行凝胶的老化过程，即将凝胶浸于液