溶胶凝胶法学习教案

1、会计学1溶胶溶胶(rngjio)凝胶法凝胶法第一页，共24页。作为载体，必须有大表面积和多孔的性质，作为非负载的单一组分(zfn)催化剂，也通常是制成大表面积和高孔隙率的，对这类物质，一般采用sol- gel法(溶胶-凝胶法) 。溶胶凝胶法是指无机物或金属醇盐经过(jnggu)溶液、溶胶、凝胶而固化，再经热处理而形成氧化物或其它化合物固体的方法。第1页/共23页第二页，共24页。不同溶胶不同溶胶(rngjio)-凝胶过程的特征凝胶过程的特征 化化 学学 特特 征征 凝胶凝胶 前前 驱驱 物物 应应 用用 胶体型胶体型Sol-Gel过程过程 调整调整pH值加入电值加入电解质解质 蒸发溶剂使蒸发溶

2、剂使粒子形成凝胶网络粒子形成凝胶网络 密集的粒子形成凝胶网络；密集的粒子形成凝胶网络；凝胶凝胶 中固相含量较高；凝中固相含量较高；凝胶透明，强度较弱胶透明，强度较弱 由金属由金属 无机化合无机化合物与添加剂之间物与添加剂之间的反应形成的密的反应形成的密集的粒子集的粒子 粉末、粉末、薄膜薄膜 无机聚合无机聚合物型物型Sol-Gel过程过程 前驱物的水解和缩聚前驱物的水解和缩聚 由前驱物得到的无机聚合由前驱物得到的无机聚合物构成凝胶网络；刚形成物构成凝胶网络；刚形成的凝胶体积与前的凝胶体积与前 驱物溶液驱物溶液体积完全一样；凝胶形成体积完全一样；凝胶形成的参数的参数-胶凝时间随着过胶凝时间随着过程

3、中其它参数的变化程中其它参数的变化 而变而变化；凝胶透明化；凝胶透明 金属醇盐金属醇盐 薄膜、薄膜、块体、块体、纤维、纤维、粉末粉末 络合物型络合物型Sol-Gel过程过程 络合反应导致较大混络合反应导致较大混合配合体的合配合体的 络合物络合物的形成的形成 由氢键连接的络合物构成由氢键连接的络合物构成凝胶网络；凝胶网络； 凝胶在湿气凝胶在湿气 中可能会溶解中可能会溶解;凝胶透明凝胶透明 金属醇盐、硝酸金属醇盐、硝酸盐或醋酸盐盐或醋酸盐 薄膜、薄膜、粉末、粉末、纤维纤维 第2页/共23页第三页，共24页。第3页/共23页第四页，共24页。一、一、sol-gel法制备法制备(zhbi)过程过程金属

4、盐溶液过饱和状态PH调节沉淀成核长大胶体溶胶凝聚陈化水凝胶纯化,浓缩洗涤过滤干燥干凝胶成型颗粒煅烧催化剂第4页/共23页第五页，共24页。二二.金属金属(jnsh)盐溶液的选择盐溶液的选择1.阳离子选取：催化剂中所用的金属(jnsh)离子。2.阴离子的选取：阴离子的选择(xunz)涉及多方面的因素。例如：溶解度、杂质含量、易获性、价格等可能存在的问题等，应综合考虑。阴离子应该比较容易经分解、挥发或洗涤除去。Cl-：洗涤困难，毒物，酸性SO4 2-：毒物，产生SO2、H2SNO3-：产生NO x烟雾，成本低C2O4 2-：焙烧时可除去，无污染，但成本高。第5页/共23页第六页，共24页。3.常用

5、(chn yn)盐类：碳酸盐、硝酸盐、醋酸盐、草酸盐、铵盐、钠盐。有些催化剂也选硫酸盐或氯化物。4.溶剂(rngj)：水，有机溶剂(rngj)5.影响(yngxing)盐选择的其它原因第6页/共23页第七页，共24页。三三.沉淀过程沉淀过程分为分为(fn wi)三个阶段：过饱和、成核、长大三个阶段：过饱和、成核、长大1.过饱和状态进入过饱和状态的三种方法PH增加值蒸发提高溶液浓度降低溶液温度沉淀过程过饱和区增加pH溶解度曲线溶液温度温度浓度浓度ACBD其中增加PH值是最常用的方法，通过加入碱性(jin xn)溶液实现第7页/共23页第八页，共24页。常用(chn yn)沉淀剂442323223

6、3423434244224()()()()NH OHKOHNaOHNHCONa COCOK CONaHCONHCONH HCONHSONHC O碱类：、碳酸盐类：、碳酸氢盐类：有机酸：乙酸、草酸铵盐：、第8页/共23页第九页，共24页。2.成核与长大(chn d)（1）成核速率（VN）与长大(chn d)速率（Vg） 长大速率：又叫定向速率，是离子按一定晶格排列(pili)在晶核上形成晶体的速度。成核速率(sl)：又叫聚集速度，指溶液中加入沉淀剂而使离子浓度乘积超过溶度积时，离子聚集起来生成微小晶核的速率(sl)。第9页/共23页第十页，共24页。（2）VNVg ：小粒子，非晶形（窄分布的小颗

7、粒(kl)体系） VN700 煅烧时可发生固相反应：2324,NiOAl ONiAl ONiOMgONiO MgONiONi尖晶石，镍镁固溶体还原后得到活性相,8MgONiOnmNiOMgOnm例无时的晶粒度为30.0400.0 而在固溶体中，粒度为如：。第19页/共23页第二十页，共24页。4506002322323105012002323CCCCAl OH OAl OAl OAl OAl O 例如：2.煅烧中所发生的反应热分解发生固相反应形成固溶体发生(fshng)晶型转变第20页/共23页第二十一页，共24页。3.煅烧(dunsho)中应注意的问题煅烧温度 ，孔径 ，孔体积(tj) 例如

8、：Al2O3 500 孔体积(tj)0.5499 cm3/g 可几的直径6.4nm 900 孔体积(tj)0.4115 cm3/g 可几的直径66.8nm煅烧温度(wnd)改变晶型煅烧温度改变比表面积例如：Al2O3 T：500 800 1000 1100 Sg：202m2/g 153m2/g 81.8m2/g 31.2m2/g第21页/共23页第二十二页，共24页。控制好温度(wnd)是煅烧过程的关键 使煅烧温度(wnd) ThTh=0.3TmTt=0.5Tm温度过低，时间过短：形成(xngchng)不了活性相；温度过高，时间过长：又会造成烧结，甚至破坏活性相第22页/共23页第二十三页，共24页。NoImage内容(nirng)总结会计学。刚形成的凝胶体积与前 驱物溶液体积完全一样。长大速率：又叫定向速率，是离子按一定晶格排列在晶核上形成晶体的速度。VNVg ：大粒子(lz)，晶形（窄分布的大颗粒