催化剂的制备经典方法.ppt

文档介绍：二、催化化学又一门综合的科学催化化学是在漫长的历史发展过程中,从许多别的学科,包括物理学、生物学以及化学各分支学科中吸取了大量的成就的基础上发展起来的一门边缘科学。
催化剂的制备
催化剂制备的要点
多种化学组成的匹配:各组分一起协调作用的多功能催化剂。
一定物理结构的控制:粒度、比表面、孔体积。
催化剂的一般制备方法
不同制备方法,成分、用量相同,但催化剂的性能可能不同
沉淀法
浸渍法
混合法
离子交换法
一、沉淀法
沉淀法的基本原理是在含金属盐类的水溶液中,加进沉淀剂,以便生成水合氧化物,碳酸盐的结晶或凝胶。将生成的沉淀物分离,洗涤,干燥后,即得催化剂。
金属盐溶液
NaOH(Na2CO3)
沉淀
洗涤
活化
成型
干燥
焙烧
研磨
催化剂
水热合成法:在常温常压下水溶液的沉淀理论,形成沉淀粒子的因素是溶度积和相对过饱和度,为了得到更大的过饱和度,水溶液温度升到常压沸点以上,为了保持液相,必须加压。在高压状态下水的气相和液相可以共存。水在高温、高压下时称之为水热状态。在此状态下合成无机化合物称为水热合成,此反应称为水热反应。利用水热合成可以合成大的单晶和新的沸石分子筛。水热合成的温度在150C以下称为低温水热合成,温度在150C以上称为高温水热合成。低温水热合成有利于得到孔径较大的沸石,大多数是出于非平衡状态的介稳相。
沉淀法制备催化剂举例
(1)Al2O3的制备(单组分沉淀法)
先制成氧化铝的水合物,再将其转化为Al2O3。
水合氧化铝一般有四种:
-Al2O33H2O:水氧铝;-Al2O3H2O:水软钼石
-Al2O33H2O:拜尔石;-Al2O3H2O:水硬铝石
常见氧化铝按晶形分成8种,可归为两类:
1)低温氧化铝(低于873K煅烧而得):包括、、x、和型,统称为族。
2)高温氧化铝(在11731273K下煅烧而得):包括、、三种类型,统称为族。-Al2O3为最稳定态,使高温煅烧而得的惰性Al2O3,是一种比表面较小的载体。又称刚玉。
(2) 分子筛的合成
NaY原粉
Na型丝光沸石
混合
水玻璃
硫酸铝
偏铝酸钠
氢氧化钠
成胶
晶化
过滤洗涤
干燥
(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
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