09章工业催化剂制备与使用.ppt

第九章
工业催化剂制备
成分、用量相同,制备方法不同,催化剂的性能可能不同。
常见的制备方法有:
沉淀法;浸渍法;混合法;离子交换法
近年新发展的方法:
微乳液法;Sol-gel法;超临界法;膜技术法;CVD法
一、催化剂的一般制备方法
沉淀剂加入金属盐类溶液,得到沉淀后再进行处理。
沉淀法制备催化剂的步骤是:
金属盐溶液
NaOH(Na2CO3)
沉淀
洗涤
活化
成型
干燥
焙烧
研磨
催化剂
一、催化剂的一般制备方法
沉淀法
单组分沉淀法:如制备非贵金属的单组分催化剂或载体
一、催化剂的一般制备方法
沉淀法
Al3+ + OH-
焙烧
α- Al2O3, γ- Al2O3, η-Al2O3
载体Al2O3
共沉淀法:多个组分同时沉淀(各组分比例较恒定,分布也均匀)
一、催化剂的一般制备方法
沉淀法
Cu(NO3) 2 Zn (NO3) 2 Al (NO3) 3 溶液
Na2CO3
三元混合氧化物沉淀
PH中性
合成甲醇
CuO-ZnO-Al2O3
均匀沉淀法:金属盐溶液与沉淀剂充分混合后,逐渐改变条件得到颗粒均匀、纯净的沉淀物.
一、催化剂的一般制备方法
沉淀法
尿素调节碱性
(NH2)2CO + 3H2O 2NH4+ + 2OH- + CO2
加热到90-100 0C尿素,同时释放出OH-
导晶沉淀法:借助晶化导向剂引导非晶型沉淀转化为晶型沉淀.
一、催化剂的一般制备方法
沉淀法
X,Y分子筛
合成
分子筛合成原料
加晶种
高结晶度
晶化
无定型物
X,Y晶体
转化
沉淀时金属盐类的选择
一般选用硝酸盐(大都溶于水)
贵金属为氯化物的浓盐酸溶液
铼选用高铼酸(H2Re2O7)
一、催化剂的一般制备方法
沉淀法
沉淀时沉淀剂的选择
易分解挥发除去(氨气,氨水,铵盐,碳酸盐等)
形成的沉淀物便于过滤和洗涤(最好是晶型沉淀,杂质少,易过滤洗涤)
沉淀剂的溶解度要大(这样被沉淀物吸附的量就少)
沉淀物的溶解度应很小
沉淀剂无污染
沉淀形成影响因素
浓度:溶液浓度过饱和时,晶体析出,但太大晶核增多,晶粒会变小)
温度:低温有利于晶核形成,不利于长大,高温时有利于增大,吸附杂质也少
pH值:在不同pH值下,沉淀会先后生成
加料顺序和搅拌强度:加料方式不同,沉淀性质有差异
一、催化剂的一般制备方法
沉淀法
沉淀的陈化和洗涤
晶型沉淀陈化有助于获得颗粒均匀的晶体(吸附杂质较少)
非晶型沉淀一般应立即过滤(防止进一步凝聚包裹杂质)
一般洗涤到无OH-,NO3-
一、催化剂的一般制备方法
沉淀法
沉淀的干燥焙烧活化
干燥(除去湿沉淀中的洗涤液)
焙烧(热分解除去挥发性物质,或发生固态反应,微晶适度烧结)
活化(在一定气氛下处理使金属价态发生变化)