等离子体技术在催化剂制备中的应用新新PPT学习教案

1、会计学1等离子体技术在催化剂制备中的应用新等离子体技术在催化剂制备中的应用新新新等离子体等离子体等离子体制备催化剂的方法等离子体制备催化剂的方法 介绍近年来国内外利用等离子体技术介绍近年来国内外利用等离子体技术制备研究的最新进展。制备研究的最新进展。介绍几种典型的等离子体制备催化剂介绍几种典型的等离子体制备催化剂的装置的装置 前景与展望前景与展望第1页/共29页第2页/共29页用用,大多数化学反应都需要有大多数化学反应都需要有催化剂的参与才能顺利进行催化剂的参与才能顺利进行,产生经济效益。产生经济效益。第3页/共29页 利用等离子体技术制备利用等离子体技术制备催化剂催化剂,具有高效、价廉、清具

2、有高效、价廉、清洁等优点，所以倍受学术界洁等优点，所以倍受学术界关注关注,近年来有许多学者对此近年来有许多学者对此进行了新技术研究与开发进行了新技术研究与开发,取取得了不少很有意义的成果。得了不少很有意义的成果。第4页/共29页高的催化活性和选择性高的催化活性和选择性第5页/共29页第6页/共29页第7页/共29页等离子体技术制备研究进展等离子体技术制备研究进展第8页/共29页 和和33在氧化铝上通过等在氧化铝上通过等离子体溅射沉积技术制备出钙钛矿氧离子体溅射沉积技术制备出钙钛矿氧化物化物膜膜( (是是, , ,) )。他他们将等离子体法制备的们将等离子体法制备的和和钙钛矿型氧化物的结构和催化

3、钙钛矿型氧化物的结构和催化活性进行了关联活性进行了关联,发现它们表面电子发现它们表面电子结构的不同导致了其催化活性的差别结构的不同导致了其催化活性的差别。等离子体技术制备研究进展等离子体技术制备研究进展第9页/共29页等离子体技术制备研究进展等离子体技术制备研究进展第10页/共29页等离子体技术制备研究进展等离子体技术制备研究进展 等等55通过氩等离子溅射通过氩等离子溅射镍粉制备出平面镍催化剂镍粉制备出平面镍催化剂,通过苯加氢通过苯加氢转化反应实验发现这种平面催化剂比转化反应实验发现这种平面催化剂比最初的镍粉有更高的催化活性最初的镍粉有更高的催化活性,并建立并建立了平面镍催化剂的苯加氢转化的动

4、力了平面镍催化剂的苯加氢转化的动力学模型。学模型。第11页/共29页等离子体技术制备研究进展等离子体技术制备研究进展 等等6通过等离子体方法通过等离子体方法制备的制备的基催化剂被用于加氢转基催化剂被用于加氢转化脱沥青真空残留物化脱沥青真空残留物,该催化剂在低该催化剂在低负载率下显示出非凡的活性。当担负载率下显示出非凡的活性。当担载量为载量为110-4210-4时时,它可限制它可限制气体产物和轻质产品生成气体产物和轻质产品生成,阻止积炭阻止积炭和芳构化和芳构化,这些特性在加氢转化工艺这些特性在加氢转化工艺中使氢得到有效利用。中使氢得到有效利用。第12页/共29页等离子体技术制备研究进展等离子体技

5、术制备研究进展 等等7利用带有双射频耦合等离子体利用带有双射频耦合等离子体炬系统的热等离子体装置炬系统的热等离子体装置,通过通过4/4/( o)5混混合气体合成了两种合气体合成了两种 超细粉超细粉。一种通过快速淬一种通过快速淬火制得火制得,主要成分为主要成分为 2;另一种通过缓慢淬火制另一种通过缓慢淬火制得得,由由 ,3,53, 和无定型和无定型等等组成组成,这些粉体粒度在这些粉体粒度在550。 反应催化活性测试结果显示反应催化活性测试结果显示: 2超细粉对选择超细粉对选择生成烯烃有很高的活性生成烯烃有很高的活性,而而 ,3和和53选择选择性则较低性则较低,但它们对但它们对 o有较高的转化率有

6、较高的转化率。第13页/共29页 一种新型的二氧化钛膜催化剂一种新型的二氧化钛膜催化剂由由等等8通过等离子体增强化学气通过等离子体增强化学气相沉积方法制备得到相沉积方法制备得到。(表面光表面光电波谱电波谱)分析结果显示这种二氧化钛分析结果显示这种二氧化钛的光响应值被扩展至可见区的光响应值被扩展至可见区;感光氧感光氧化实验表明这种二氧化钛膜对降解化实验表明这种二氧化钛膜对降解水溶液中的苯酚有很高的光催化作水溶液中的苯酚有很高的光催化作用。用。等离子体技术制备研究进展等离子体技术制备研究进展第14页/共29页 等等9利用碳电弧等离子体利用碳电弧等离子体制备了制备了,和和等超细粒子等超细粒子(粒度粒

7、度520),通过通过1 甲基萘加氢转化反应对甲基萘加氢转化反应对其进行了催化活性测试其进行了催化活性测试,发现发现 超细合超细合成物有较高的催化活性。动力学分析显成物有较高的催化活性。动力学分析显示通过双金属簇利用等离子体能够制备示通过双金属簇利用等离子体能够制备出高活泼性的加氢催化剂。出高活泼性的加氢催化剂。 等离子体技术制备研究进展等离子体技术制备研究进展第15页/共29页等离子体技术制备研究进展等离子体技术制备研究进展 杜芳林等人杜芳林等人10以锰矿为原料利用电弧等以锰矿为原料利用电弧等离子体制备出纳米锰粉体离子体制备出纳米锰粉体,然后用机械方法然后用机械方法将纳米锰负载到将纳米锰负载到

8、23载体表面上载体表面上,制得负载制得负载型纳米锰催化剂型纳米锰催化剂,在在 o氧化反应中显示出较氧化反应中显示出较高的催化活性。当用电弧等离子体作用含铁高的催化活性。当用电弧等离子体作用含铁、铜、锌、镁等元素的锰矿制得的纳米锰粉、铜、锌、镁等元素的锰矿制得的纳米锰粉催化剂用于一氧化碳氧化反应时催化剂用于一氧化碳氧化反应时,实验发现实验发现锰粒子的大小对一氧化碳的氧化有显著的影锰粒子的大小对一氧化碳的氧化有显著的影响响,铜的存在可增加纳米锰催化剂的活性铜的存在可增加纳米锰催化剂的活性11。第16页/共29页等离子体技术制备研究进展等离子体技术制备研究进展第17页/共29页特征与通过电炉加热方法

9、处特征与通过电炉加热方法处理制备的催化剂的表面特征理制备的催化剂的表面特征不同不同。等离子体技术制备研究进展等离子体技术制备研究进展第18页/共29页等离子体技术制备研究进展等离子体技术制备研究进展第19页/共29页等离子体技术制备研究进展等离子体技术制备研究进展第20页/共29页等离子体技术制备研究进展等离子体技术制备研究进展第21页/共29页 高频微波等离子体法装置高频微波等离子体法装置 崔昌亿等崔昌亿等15利用高频微波等离子体制备利用高频微波等离子体制备/ /2 2催化剂的装置催化剂的装置图。在制备氧化钛催化剂时图。在制备氧化钛催化剂时,将试样填充到石英反应管中将试样填充到石英反应管中,

10、在减压下在减压下(约约10 666),将所定功率的微波施加到反应管中将所定功率的微波施加到反应管中,在等离子体状态下制备在等离子体状态下制备氧化钛。氧化钛。第22页/共29页 1微波源微波源; 2波导管波导管; 3匹配器匹配器; 4磁场线圈磁场线圈; 5 放电管放电管; 6约束磁铁约束磁铁; 7/8观察窗观察窗; 9真空泵真空泵; 10催化剂制备室催化剂制备室电子回旋共振微波等离子法装置电子回旋共振微波等离子法装置 下图是利用大连理工大学三束材料表面改性国家重点实验室的下图是利用大连理工大学三束材料表面改性国家重点实验室的电子回旋共振电子回旋共振()微波等离子体制备催化剂的装置图。微波等离子体

11、制备催化剂的装置图。 宫为民等人宫为民等人8,18利用它制备了利用它制备了2 2/ / 2 23 3、/ / 2 23 3等催化剂等催化剂用于甲烷偶联反应研究用于甲烷偶联反应研究。第23页/共29页 大量的研究表明大量的研究表明,“等离子体等离子体”催化剂具有催化剂具有比表面大、还原速率快、催化组分晶格缺陷比表面大、还原速率快、催化组分晶格缺陷等优点等优点,从而导致催化活性的提高。同时从而导致催化活性的提高。同时,在在催化剂的参与下。低温等离子体同传统催化催化剂的参与下。低温等离子体同传统催化剂制备方法相比剂制备方法相比,等离子体技术制备催化剂等离子体技术制备催化剂具有操作简便、工艺流程短、催

12、化剂变化过具有操作简便、工艺流程短、催化剂变化过程直观易控、催化剂活性高、稳定性好、清程直观易控、催化剂活性高、稳定性好、清洁无污染等优点洁无污染等优点,显示出了广阔应用前景。显示出了广阔应用前景。结论结论第24页/共29页第25页/共29页 7., , , ,. . . .,1993,28(17):4630,1993,28(17):4630 8., , , ,. .2 2 , , . . ,1997,497(1):79,1997,497(1):799.9., , , ,. . . .,1998,77(2):104,1998,77(2):10410.杜芳林杜芳林,催作林催作林,张志琨等张志琨等.以锰矿为原料电弧等离子体法制备纳米锰以锰矿为原料电弧等离子体法制备纳米锰的性能的性能.石油化工石油化工,1997,26(11):73611.