文档介绍：催化作用原理
第二章催化剂的制备
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催化剂的类型
类别
单一活性组分和载体
沉积法生成的活性组分
浸取法生成的活性组分
特殊类型
例
Al2O3、SiO2
SiO2-Al2O3
NiO-Al2O3
MoO3/Al2O3
%Pt/Al2O3
40%Ni/Al2O3
70%Ni/Al2O3
Raney Ni
Fe3O4-Al2O3-K2O
ZnO
NiO-CaAl2O4
Pt、Ag
种类
单一氧化物
二元氧化物
分散氧化物
分散低负载金属
分散高负载金属
分散高负载金属
多孔金属
熔融氧化物
混合氧化物
粘合氧化物
金属网
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金属盐溶液
过饱和状态
胶体溶胶
水凝胶
干凝胶
催化剂
pH调节
沉淀、成核、长大
凝聚、沉化
纯化、浓缩
洗涤、过滤、干燥
颗粒
造粒、挤条、球化、成型
煅烧
§2-1 单一活性组分和载体
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一、金属盐溶液
盐阴离子的选择
溶解度、杂质含量、易获性、价格等
常见困难:从沉淀氧化物上除去吸附的阴离子
***化物——增加其酸度
硫酸盐生成SO2或H2S ——使催化剂组分失活
***盐煅烧中产生烟雾
草酸盐最好
通过洗涤或在干燥和煅烧中的挥发除去
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二、有控制的沉淀过程
将直径为10~103nm的胶体粒子的溶胶沉淀
溶液进入过饱和区的3个措施
蒸发 A→C
降温 A→B
提高 pH值
温度
浓度
溶解度曲线
沉淀过程
溶液
过饱和区
B
A
C
M2++nOH-M(OH)n
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二、有控制的沉淀过程
成核、长大的速率对沉淀粒度的影响
通过生成M(OH)n或添加晶种,成核均能自发进行
成核大于长大,产生一个窄发布的小颗粒体系
长大大于成核,产生窄发布的大颗粒体系
大晶体
小晶体
构晶离子
晶核
成核作用
长大过程
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三、凝聚和胶凝过程
水凝胶:小粒子经由填隙的水分子通过氢键形成长程的有效结构
凝胶粒子表面的电性与溶液pH值有关
水凝胶的结构
OH OH O-
∣∣∣
H2O + -M-O-M- -M- + H3O+
OH OH OH2+
∣∣∣
H2O + -M-O-M- -M- + OH-
含水40%的固体粒子
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三、凝聚和胶凝过程
粒子的电动电势与胶凝过程的速率
正电粒子吸引溶液中阴离子形成电动电势
电势高,粒子间相互排斥
电势低,热运动导致碰撞凝聚
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原有的电荷
电动电势
反离子
带电粒子的双层结构
胶凝过程pH
表面积/m2/g
凝胶时间/min
2 4 6 8 10
104
103
102
10
800
600
400
200
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四、洗涤和过滤
用大量蒸馏水彻底混合,静置沉降,倾析去水,反复多次
胶溶作用
反离子的除去增大电动电势,凝胶部分回复为溶胶
控制洗涤次数、沉降时间,可通过检查倾析水中的杂质含量控制
过滤
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五、干燥
随水的脱去,凝胶的比孔容减小
凝胶干燥过程的两个阶段
开始至含水量为50%,受表面因素影响失水速率恒定,
含水量小于50%的滤饼开始收缩,水分蒸发受制于毛细管力,速率减慢
水含量/%
比孔容/cm3/g
25 50 75 100
3
2
1
干凝胶
水凝胶脱水
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