第三章 催化剂制备方法

1、三、催化剂制备方法三、催化剂制备方法沉淀法沉淀法浸渍法浸渍法混合法混合法离子交换法离子交换法热熔融法热熔融法其他新技术其他新技术催化作用催化作用改变化学反应的速度，控制反应方向和产物构成改变化学反应的速度，控制反应方向和产物构成反应物反应物产物产物催化剂催化剂催化剂反应物催化剂反应物催化剂的特性催化剂的特性l 加快化学反应的速度，但不进入化学反应计量加快化学反应的速度，但不进入化学反应计量l 催化剂对反应有选择性催化剂对反应有选择性l 只能加速热力学上可能的反应只能加速热力学上可能的反应l 不改变化学平衡的位置不改变化学平衡的位置催化剂的要求催化剂的要求 活性高活性高 选择性好选择性好 在使用

2、条件下稳定在使用条件下稳定 具有良好的热稳定性、机械稳定性和杭毒性能具有良好的热稳定性、机械稳定性和杭毒性能 价格低廉（工业催化剂）价格低廉（工业催化剂）2022-7-75影响反应的催化活性，催化剂的使用寿命，更重要的影响反应的催化活性，催化剂的使用寿命，更重要的是影响反应动力学和流体力学的行为。是影响反应动力学和流体力学的行为。影响工业催化剂宏观性能的两大因素：影响工业催化剂宏观性能的两大因素： （a a）催化剂的制备）催化剂的制备 （b b）催化剂的使用状况）催化剂的使用状况影响工业催化剂宏观性能的具体因素：影响工业催化剂宏观性能的具体因素： （1 1）物理因素）物理因素 ：形状、集合尺寸

3、、物相、比重、：形状、集合尺寸、物相、比重、 密度密度 孔结构、比表面、机械强度、热稳定性孔结构、比表面、机械强度、热稳定性 （2 2）化学因素：化学因素： 配方（化学组成）配方（化学组成）2022-7-76图图 3-1 不同方法制备的辛烯醛加氢催化剂的性能不同方法制备的辛烯醛加氢催化剂的性能2022-7-77图图3-2 催化剂性能与组成、结构及制备方法之间的关系催化剂性能与组成、结构及制备方法之间的关系2022-7-78图图3-3 催化剂的机械强度的影响因素催化剂的机械强度的影响因素2022-7-79表表3-1 常用的固体催化剂制造方法常用的固体催化剂制造方法制造方法制造方法举例举例沉淀法沉

4、淀法水合氧化物，如氢氧化铁等的制备水合氧化物，如氢氧化铁等的制备浸渍法浸渍法贵金属负载到金属氧化物载体贵金属负载到金属氧化物载体Al2O3或或SiO2等载体上等载体上混合法混合法氧化铁氧化铁-氧化铬氧化铬CO变换催化剂的制备变换催化剂的制备熔融法熔融法合成氨的铁催化剂的制备合成氨的铁催化剂的制备沥滤法沥滤法雷尼镍催化剂的制备雷尼镍催化剂的制备3.1 沉淀法沉淀法基本操作：基本操作：沉淀剂加入金属盐类沉淀剂加入金属盐类( (水或非水水或非水) )溶液溶液， 得到得到沉淀后再进行处理。沉淀后再进行处理。用途：用途：广泛用于制备广泛用于制备高含量高含量非贵金属、金属氧化物、非贵金属、金属氧化物、 金

5、属盐催化剂及载体金属盐催化剂及载体 方法：方法：可溶性可溶性cat.cat.组分（金属盐水溶液）组分（金属盐水溶液） 过饱过饱 和状态和状态 成核成核 长大长大 沉淀微粒沉淀微粒 老化老化 过滤过滤 干燥干燥 成型成型焙烧焙烧催化剂催化剂pH调节调节沉淀剂沉淀剂造粒、挤条、球化等造粒、挤条、球化等酸酸法制备氧化铝法制备氧化铝Al2O3.nH2O焙烧焙烧- Al2O3， - Al2O3， -Al2O3 载体载体Al2O3 Al(OH)3铝土矿铝土矿Al2(SO4)3或或AlCl3NaOHAl3+ + OH-Al2O3.nH2OAl2O3.nH2O焙烧焙烧- Al2O3， - Al2O3， -Al

6、2O3 载体载体Al2O3 Al(OH)3铝土矿铝土矿NaAlO2HNO3AlO2- + H3O+Al2O3.nH2O碱法制备氧化铝碱法制备氧化铝1.沉淀过程和晶体的形成沉淀过程和晶体的形成沉淀过程：沉淀过程： 离子浓度离子浓度溶度积溶度积产生沉淀产生沉淀沉淀物形成阶段：沉淀物形成阶段： （1）形成晶核）形成晶核 （2）晶核长大）晶核长大晶核速率：晶核速率： （1）晶核生成速率）晶核生成速率 R1（2）晶核长大速率）晶核长大速率 R2 晶核速率的影响：晶核速率的影响： 如如R1R2大量晶核出现大量晶核出现细小无定形颗细小无定形颗 粒或胶体粒或胶体 如如R11.5-2.0）快速的晶格长大速率易快

7、速的晶格长大速率易 导致晶格缺陷和位错、包藏杂质。导致晶格缺陷和位错、包藏杂质。 (2)沉淀产生后，沉淀剂加入时应不断搅拌且缓缓加入沉淀产生后，沉淀剂加入时应不断搅拌且缓缓加入 以避免局部过浓，同时维持一定的以避免局部过浓，同时维持一定的过饱和度。过饱和度。2 温度的影响温度的影响 T 过饱和度过饱和度 r晶核生成晶核生成 动能动能 r晶核生成晶核生成 但生成的晶体不稳定但生成的晶体不稳定结论结论: (1) 低温有利于晶核数量的增加低温有利于晶核数量的增加得到细小的颗粒得到细小的颗粒 (2) 高温有利于晶核的长大高温有利于晶核的长大得到较大颗粒的结晶体得到较大颗粒的结晶体极值极值3 溶液溶液p

8、H值的影响值的影响3AlOHpH 10232Al OH O-Al OH O-Al OH Omabn 无定形胶体无定形胶体针形胶体针形胶体球形结晶球形结晶沉淀过程应尽量保持沉淀过程应尽量保持pH值稳定值稳定注意注意：加料方式加料方式(顺加法、逆加法、并加法顺加法、逆加法、并加法)也会也会对对pH值产生影响值产生影响 P104氢氧化物氢氧化物Mg(OH)2Mn(OH)2Co(OH)2Ni(OH)2Fe(OH)2pH10.58.66.86.75.5氢氧化物氢氧化物Cu(OH)2Cr(OH)3Zn(OH)2Al(OH)2Fe(OH)3pH5.35.35.24.12.0水和氧化物沉淀过程的水和氧化物沉淀

9、过程的pH值值 4 加料顺序的影响加料顺序的影响 顺加：沉淀剂顺加：沉淀剂金属盐溶液中金属盐溶液中 （由于几种盐沉淀所需要的溶度积不同（由于几种盐沉淀所需要的溶度积不同易发生先易发生先 后沉淀现象后沉淀现象不利，应尽量避免）不利，应尽量避免） 逆加：金属盐溶液逆加：金属盐溶液沉淀剂中沉淀剂中 （由于（由于pH值总在变化值总在变化操作不稳定操作不稳定应尽量避免）应尽量避免） 并加：金属盐溶液并加：金属盐溶液+沉淀剂同时按比例加入沉淀剂同时按比例加入 （最常用（最常用可保持值不变或变化很小可保持值不变或变化很小很好）很好） 5 沉淀物的老化沉淀物的老化 老化过程从形成沉淀直到过滤、洗涤以致除去水分

10、为止。老化过程从形成沉淀直到过滤、洗涤以致除去水分为止。老化期间发生的变化主要有：老化期间发生的变化主要有： 初生沉淀颗粒进行再结晶初生沉淀颗粒进行再结晶 小晶粒变成大晶粒、去除杂质、得到结构更加完整的晶体小晶粒变成大晶粒、去除杂质、得到结构更加完整的晶体 发生晶型转变发生晶型转变 活性氧化铝的制备活性氧化铝的制备 P106P1065.沉淀物的过滤、洗涤、干燥、焙烧、成型、还原操作沉淀物的过滤、洗涤、干燥、焙烧、成型、还原操作（1）过滤与洗涤）过滤与洗涤 过滤作用：过滤作用：把沉淀物与水相分开把沉淀物与水相分开 水相中含酸根和水相中含酸根和K+、Na+、NH4+等生成的盐等生成的盐 洗涤作用：

11、洗涤作用：洗去杂质（机械杂质、化学杂质等）洗去杂质（机械杂质、化学杂质等） 滤饼中仍有滤饼中仍有6080%水分水分含有盐溶液含有盐溶液+吸附杂质吸附杂质 杂质形态：杂质形态：1）机械掺杂）机械掺杂 2）表面粘着）表面粘着 3）表面吸附）表面吸附 4）内部包藏）内部包藏 5）化学组分杂质）化学组分杂质 1）3）可以通过洗涤除之；）可以通过洗涤除之； 4）5）不可以通过洗涤除之；只能设法避免）不可以通过洗涤除之；只能设法避免洗涤方法：加水强烈搅拌、过滤洗涤方法：加水强烈搅拌、过滤反复多次反复多次 可采用升温、适当延长洗涤时间等方法加强效果可采用升温、适当延长洗涤时间等方法加强效果 倾析法：倾析法：

12、费时但效果很好费时但效果很好 注意：注意：洗涤次数不要太多、沉降时间不能太长、要经常洗涤次数不要太多、沉降时间不能太长、要经常 检验溶液中（多数为水）杂质的含量。检验溶液中（多数为水）杂质的含量。 工业上常用的过滤设备：板框压滤机、真空转鼓过滤机、工业上常用的过滤设备：板框压滤机、真空转鼓过滤机、离心过滤机等。离心过滤机等。P114-117P114-117 常用过滤介质：棉、毛、丝、麻等天然纤维及各种合成常用过滤介质：棉、毛、丝、麻等天然纤维及各种合成纤维等组成的编织滤布。纤维等组成的编织滤布。（2 2）干燥）干燥脱水脱水 两个阶段两个阶段: :水凝胶脱水、干凝胶脱水阶段水凝胶脱水、干凝胶脱水

13、阶段 通常在通常在6060200200的空气中进行的空气中进行 对化学结构没什么影响对化学结构没什么影响 对物理结构产生大的影响（尤其是孔结构、机械强度）对物理结构产生大的影响（尤其是孔结构、机械强度）P357-361 润湿水分润湿水分外表面附着水分外表面附着水分 毛细管水分毛细管水分微粒内、孔隙内、晶体内孔腔的水分微粒内、孔隙内、晶体内孔腔的水分 化学结合水化学结合水与阳离子结合的水分与阳离子结合的水分干燥脱水顺序：干燥脱水顺序：大孔中水大孔中水 小孔小孔 微孔微孔 化学结合水化学结合水水凝胶脱水阶段：水凝胶脱水阶段：开始到水降至开始到水降至50%左右的阶段左右的阶段失水速率失水速率 基本恒

14、定，滤饼基本恒定，滤饼基本不结皮基本不结皮干凝胶脱水阶段：干凝胶脱水阶段：当水含量将至当水含量将至50%左右时，滤饼开始收缩、左右时，滤饼开始收缩、 结皮，水分的蒸发受制于毛细管力。此时如果结皮，水分的蒸发受制于毛细管力。此时如果 蒸发太快，水分锁闭在较小的孔中，将产生很蒸发太快，水分锁闭在较小的孔中，将产生很 大的蒸汽压，最后导致孔结构破裂，伴随而至大的蒸汽压，最后导致孔结构破裂，伴随而至 的将是孔容和表面积的减少。的将是孔容和表面积的减少。（2 2）干燥）干燥脱水脱水 工业上使用的干燥方式及干燥设备很多，与实验室的电工业上使用的干燥方式及干燥设备很多，与实验室的电烘箱相比，操作手续有很大变

15、化，会对催化剂的最终物性产烘箱相比，操作手续有很大变化，会对催化剂的最终物性产生某些影响。生某些影响。工业上常用的干燥方式：工业上常用的干燥方式：P361-371传导干燥：能源利用效果高，但热敏性物料易变质传导干燥：能源利用效果高，但热敏性物料易变质对流干燥：温度容易调节，但热能利用程度低，最常用对流干燥：温度容易调节，但热能利用程度低，最常用辐射干燥：产品洁净且干燥均匀，但能耗大（红外）辐射干燥：产品洁净且干燥均匀，但能耗大（红外）介质加热干燥：高频、微波加热，能源利用率高，但成本高介质加热干燥：高频、微波加热，能源利用率高，但成本高（3）焙烧）焙烧 干燥后物料中仍含有干燥后物料中仍含有:

16、（a）水合）水合氧化物（氢氧化物）氧化物（氢氧化物） （b b）可热分解）可热分解的硝酸盐、碳酸盐、铵盐或氢氧化物等的硝酸盐、碳酸盐、铵盐或氢氧化物等焙烧作用焙烧作用：（1）热分解）热分解除去化学结合水和挥发性物质除去化学结合水和挥发性物质 （主要（主要 是是CO2、NO2、NH3等）等） ，使之转化为所需要，使之转化为所需要 的化学成分或化学形态的化学成分或化学形态 P373 表表7-1 （2）借助于固态反应、互溶、再结晶获得所需的晶）借助于固态反应、互溶、再结晶获得所需的晶 型、粒度、孔径、比表面型、粒度、孔径、比表面 （3）使微晶适当烧结）使微晶适当烧结提高机械强度，孔隙提高机械强度，孔

17、隙 典型的热分解反应：典型的热分解反应： 2322323232322222323232Al OH OAl OH O4CrO2Cr O3O2KNO2KNOOKNOK ONONOAl(OH)Al OH OFeCOFeOCOnn 焙烧过程特点：焙烧过程特点：是吸热反应是吸热反应 T ，有利，有利 于焙烧过程于焙烧过程 p（或分压）（或分压） ，有利分解，有利分解 通常在略高于通常在略高于cat.使用温度范围的使用温度范围的T下进行。下进行。232NiOAl ONiAl O(NiOMgONiO MgO尖晶石）（固溶体）典型的晶型转化过程：典型的晶型转化过程：典型的形成固溶体反应：典型的形成固溶体反应：

18、450 C600 C23223231050 C1200 C2323Al OH OAl OAl OAl OAl On 焙烧温度对平均孔径有影响焙烧温度对平均孔径有影响焙烧条件对催化剂性能的影响焙烧条件对催化剂性能的影响 P376-385操作方式（操作方式（a）间歇式：马弗炉、厢式焙烧窑（需惰性气体）间歇式：马弗炉、厢式焙烧窑（需惰性气体） （b b）连续式：立式焙烧窑（需惰性气体）、回转窑等）连续式：立式焙烧窑（需惰性气体）、回转窑等加热方式（加热方式（a）电加热）电加热：马弗炉、管式焙烧炉、网带窑、辊道窑：马弗炉、管式焙烧炉、网带窑、辊道窑 （b b）烟道气或天然气加热：回转窑、隧道窑等）烟道

19、气或天然气加热：回转窑、隧道窑等加热温度（加热温度（a）低温）低温：网带窑：网带窑 （b b）高温）高温结构结构：厢式、网带式、回转式、隧道式：厢式、网带式、回转式、隧道式常用焙烧设备分类常用焙烧设备分类 P385-387（4）还原）还原 有的有的cat.焙烧后就已具有活性（不用还原了）焙烧后就已具有活性（不用还原了） 有的必须还原有的必须还原 （至低价或零价）才能变成活性金属或低价（至低价或零价）才能变成活性金属或低价氧化物氧化物 还原目的：还原目的： 使商品型催化剂中的化学组分变成真正的活性组分使商品型催化剂中的化学组分变成真正的活性组分 还原方法：还原方法： 常在生产装置上进行常在生产装

20、置上进行然后立即使用生产然后立即使用生产 常用还原剂：常用还原剂：H2、CO等等 预还原预还原Cat.：预先还原好，再钝化预先还原好，再钝化出售（如合成氨铁出售（如合成氨铁Cat.) （使用时稍加活化即可（使用时稍加活化即可节省还原时间）节省还原时间）还原温度还原温度：吸热，有利于还原；放热，不利于还原：吸热，有利于还原；放热，不利于还原 一般来说，还原温度升高，催化活性升高，但存在一般来说，还原温度升高，催化活性升高，但存在 一最佳还原温度。一最佳还原温度。还原压力还原压力：氢分压影响：氢分压影响G 相对而言，较低的还原压力对催化剂性能提高有利相对而言，较低的还原压力对催化剂性能提高有利还原

21、气空速还原气空速：尽可能提高空速，有利于将孔内表面还原产生的：尽可能提高空速，有利于将孔内表面还原产生的 水汽带出，防止已还原的催化剂部分发生可逆中毒水汽带出，防止已还原的催化剂部分发生可逆中毒还原气组成还原气组成：氢气导热率远大于一氧化碳，可减少催化剂因再：氢气导热率远大于一氧化碳，可减少催化剂因再 结晶而引起的比表面积下降。烃、水等含量需严格控制。结晶而引起的比表面积下降。烃、水等含量需严格控制。催化剂组成和颗粒度大小催化剂组成和颗粒度大小：有载体的氧化物比纯氧化物前驱体：有载体的氧化物比纯氧化物前驱体所需的还原温度要高些；颗粒越大，反复氧化还原越严重。所需的还原温度要高些；颗粒越大，反复

22、氧化还原越严重。还原条件对催化剂性能的影响还原条件对催化剂性能的影响 P394-401 （5 5）成型）成型 形状的影响：形状的影响： （1 1）对流体流动、流速有影响）对流体流动、流速有影响 （2 2）对催化剂内的传热有影响（影响温度分布）对催化剂内的传热有影响（影响温度分布） （3 3）对催化剂的内部传质有影响（影响）对催化剂的内部传质有影响（影响浓度分布）浓度分布） （4 4）反应器内的流动阻力（压降）有影响反应器内的流动阻力（压降）有影响 （5 5）对催化剂的反应结果有影响（影响宏观选择性）对催化剂的反应结果有影响（影响宏观选择性） （6 6）对催化剂的机械强度等有影响对催化剂的机械强

23、度等有影响一般沉淀：一般沉淀：按一定方式加入（有搅拌）按一定方式加入（有搅拌）过程中浓度变化，过程中浓度变化， 搅拌不均，加料速率不均搅拌不均，加料速率不均 导致过饱和度不一导致过饱和度不一 颗粒不均匀颗粒不均匀 共沉淀：共沉淀： 两种以上金属离子的盐溶液与一种沉淀剂作用两种以上金属离子的盐溶液与一种沉淀剂作用 这是工业上制备多组分催化剂的常用方法之一这是工业上制备多组分催化剂的常用方法之一 （也应注意加料方式、溶液组成、配比等因素）（也应注意加料方式、溶液组成、配比等因素）共沉淀法共沉淀法共沉淀法共沉淀法多个组分同时沉淀多个组分同时沉淀(各组分比例较恒定各组分比例较恒定,分布也均匀分布也均匀

24、)Cu(NO3)2 , Zn (NO3)2, Al (NO3)3 溶液溶液Na2CO3三元混合氧三元混合氧化物沉淀化物沉淀PH中性中性, 恒温恒温合成甲醇合成甲醇CuO-ZnO-Al2O3洗涤、干燥、焙烧洗涤、干燥、焙烧催化剂的先驱物催化剂的先驱物均匀沉淀均匀沉淀：（盐溶液（盐溶液+沉淀母体）沉淀母体） 形成均匀的体系形成均匀的体系 母体分解成沉淀剂母体分解成沉淀剂 均匀沉淀均匀沉淀 优点：颗粒粒度均一而致密，便于过滤和洗涤优点：颗粒粒度均一而致密，便于过滤和洗涤 实例：铝盐溶液实例：铝盐溶液+尿素（沉淀剂母体）尿素（沉淀剂母体）加热加热放出放出OH-搅拌均匀搅拌均匀调温调温加热加热90100

25、+-2 2242(NH ) CO 3H O2NH2OHCOC 沉淀剂母体沉淀剂母体沉淀剂沉淀剂均匀沉淀均匀沉淀盐溶液的悬浮层盐溶液的悬浮层 瞬间混合瞬间混合 超均匀沉淀法超均匀沉淀法过饱和溶液过饱和溶液水凝胶或胶冻水凝胶或胶冻催化剂前驱物催化剂前驱物导晶沉淀法导晶沉淀法借助晶化导向剂借助晶化导向剂(晶种晶种)引导非晶型沉淀转化为晶型沉淀引导非晶型沉淀转化为晶型沉淀X,Y分子筛分子筛合成合成分子筛合分子筛合成原料成原料加晶种加晶种高结晶度高结晶度晶化晶化无定型物无定型物X，Y晶体晶体转转化化浸渍沉淀法浸渍沉淀法普通浸渍普通浸渍+沉淀沉淀 NaY原粉原粉Na型丝型丝光沸石光沸石混合混合水玻璃水玻璃

26、硫酸铝硫酸铝偏铝酸钠偏铝酸钠氢氧化钠氢氧化钠成成胶胶晶晶化化过滤洗涤过滤洗涤干干燥燥 将载体放进含有活性物质的液体将载体放进含有活性物质的液体(或气体或气体)中浸渍，中浸渍，活性物质逐渐吸附于载体表面，当浸渍平衡后再进行活性物质逐渐吸附于载体表面，当浸渍平衡后再进行后处理。后处理。载体载体(如如Al2O3)的沉淀的沉淀洗涤干燥洗涤干燥载体的成型载体的成型用活性组分浸渍用活性组分浸渍干燥干燥焙烧分解焙烧分解活化还原活化还原负载型负载型金属催化剂金属催化剂 活性组份在载体表面上的吸附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

27、空或提高浸渍液温度）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活性组份在载体上的不均匀分布 可用已成型或具有合适物理结构特性的载体（如可用已成型或具有合适物理结构特性的载体（如氧化铝，氧化硅，活性炭，浮石，活性白土等）氧化铝，氧化硅，活性炭，浮石，活性白土等） 负载组份一般情况下只分布在载体表面，利用率负载组份一般情况下只分布在载体表面，利用率高，用量少（如贵金属）高，用量少（如贵金属）1. 载体的选择与浸渍液的配制载体的选择与浸渍液的配制 （1） 载体的选择载体的选择 从物理因素、化学因素从物理因素、化学因素 两方面考虑两方面考虑 （a）物理因素：）物理因素：1）颗

28、粒大小、表面积）颗粒大小、表面积(大大)、孔结构、孔结构 2）载体导热性）载体导热性 3）载体机械强度）载体机械强度 （b）化学因素：）化学因素：1）惰性载体）惰性载体只提供形状、孔结构、机只提供形状、孔结构、机 械强度等械强度等 2）载体与活性组分有部分相互作用）载体与活性组分有部分相互作用 3）载体本身也具有催化活性）载体本身也具有催化活性双功能双功能cat载体比表面（米载体比表面（米2/克）克）催化剂比表面（米催化剂比表面（米2/克）克）170120801010073306表表3-2 银催化剂及其载体银催化剂及其载体-Al2O3比表面对照比表面对照载体的预处理：载体的预处理：1）热处理）

29、热处理使结构稳定使结构稳定 2）扩孔处理）扩孔处理扩大孔径（必要时才用）扩大孔径（必要时才用） 3）增湿处理）增湿处理使载体内、外扩散速率均匀使载体内、外扩散速率均匀 4）水煮、酸洗处理）水煮、酸洗处理除杂质除杂质 注：人工合成载体一般不需要作化学处理注：人工合成载体一般不需要作化学处理（2）浸渍液的配制）浸渍液的配制 活性组分活性组分制成易溶于水或其它溶剂的易溶盐（硝酸制成易溶于水或其它溶剂的易溶盐（硝酸 盐、氯化物、铵盐、有机酸盐（乙酸、草酸、盐、氯化物、铵盐、有机酸盐（乙酸、草酸、 乳酸等）或熔盐乳酸等）或熔盐 溶剂溶剂水（去离子水）或醇、烃类水（去离子水）或醇、烃类对活性组分要求：对活

30、性组分要求： 1）选用的活性组分化合物应易溶于水或其他溶剂）选用的活性组分化合物应易溶于水或其他溶剂 2）焙烧时能分解成所需的活性组分或还原后变成活性组）焙烧时能分解成所需的活性组分或还原后变成活性组分分 3）无用组分能在焙烧或还原过程中挥发除去）无用组分能在焙烧或还原过程中挥发除去浸渍液浓度浸渍液浓度（要控制得当）：（要控制得当）： 浓度高浓度高不易渗透到微孔中不易渗透到微孔中活性组分在载体上分布不均活性组分在载体上分布不均 得到的金属晶粒粗且粒径分布较宽得到的金属晶粒粗且粒径分布较宽 浓度低浓度低 一次浸渍达不到负载量一次浸渍达不到负载量反复浸渍反复浸渍 100%1ppV CV C：活性组

31、分含量（重量）活性组分含量（重量）Vp：比活量：比活量 ml/gC：浸渍液浓度：浸渍液浓度 g/ml吸附量吸附量2. 活性组分在载体上的分布与控制活性组分在载体上的分布与控制 活性组分在载体上的分布与载体对活性组分的吸附性质有关活性组分在载体上的分布与载体对活性组分的吸附性质有关（a）r吸附吸附r扩散扩散 ，过滤后快干，过滤后快干 活性组分集中于靠近孔口的活性组分集中于靠近孔口的 孔壁处，得到的活性是不均匀的。孔壁处，得到的活性是不均匀的。（b）类似（）类似（a）马上分离出浸渍液，但不立即干燥，而是）马上分离出浸渍液，但不立即干燥，而是 静置一段时间。由于活性组分从新分配静置一段时间。由于活性

32、组分从新分配均匀分布均匀分布（c）继续浸泡，直至吸附）继续浸泡，直至吸附-扩散平衡扩散平衡孔内活性组分均一孔内活性组分均一（d）盐中活性组分浓度过低）盐中活性组分浓度过低 不均匀不均匀贵金属活性组分的浸渍方法贵金属活性组分的浸渍方法 贵金属含量低，溶液浓度较低不容易分布均匀贵金属含量低，溶液浓度较低不容易分布均匀 加入第二组分，与贵金属一起被载体吸附加入第二组分，与贵金属一起被载体吸附 均匀分布均匀分布竞争吸附竞争吸附加入竞争吸附剂加入竞争吸附剂占位占位结果使活性组分更均匀结果使活性组分更均匀竞争吸附剂：盐酸、硝酸、三氯乙酸、乙酸、草酸、竞争吸附剂：盐酸、硝酸、三氯乙酸、乙酸、草酸、 柠檬酸柠

33、檬酸 酒石酸等酒石酸等非均匀分布催化剂的制备非均匀分布催化剂的制备 选择无机酸或一元有机酸选择无机酸或一元有机酸得到均匀的活性分布得到均匀的活性分布 选择多元酸选择多元酸可以得到非均匀的活性分布可以得到非均匀的活性分布 选择不同的竞争吸附剂及其用量是控制活性分布的关键选择不同的竞争吸附剂及其用量是控制活性分布的关键（分子大小、吸附平衡常数、扩散性能、化学作用等）（分子大小、吸附平衡常数、扩散性能、化学作用等） 几种活性非均匀分布形式适用的反应类型：几种活性非均匀分布形式适用的反应类型： （1）反应由外扩散控制时）反应由外扩散控制时蛋壳型为宜蛋壳型为宜 （2）反应由动力学控制时）反应由动力学控制

34、时均匀分布为宜均匀分布为宜 （3）介质中有毒物）介质中有毒物蛋白、蛋黄型为宜蛋白、蛋黄型为宜3. 浸渍条件的影响浸渍条件的影响 （1）浸渍时间）浸渍时间 浸渍液从孔口扩散到颗粒内深处需要一定时间，延长浸渍浸渍液从孔口扩散到颗粒内深处需要一定时间，延长浸渍时间有利于达到吸附平衡，使活性组分分布均匀且负载量增加时间有利于达到吸附平衡，使活性组分分布均匀且负载量增加 浸渍时间过短，未达到吸附平衡，分布不均匀，负载量少浸渍时间过短，未达到吸附平衡，分布不均匀，负载量少 浸渍时间达到饱和后，再延长时间，影响不大浸渍时间达到饱和后，再延长时间，影响不大 3. 浸渍条件的影响浸渍条件的影响（2）浸渍液）浸渍

35、液pH值值 对同一种载体，浸渍液对同一种载体，浸渍液pH值不同，会有不同的活性组分值不同，会有不同的活性组分分布以分布以Pd-SiO2的制备为例的制备为例 P133（3）浸渍液温度）浸渍液温度 吸附是放热反应，浸渍液温度高不利于活性组分的吸附，吸附是放热反应，浸渍液温度高不利于活性组分的吸附，可采用载体预处理的方法事先取走部分吸附热，如用水泡或抽可采用载体预处理的方法事先取走部分吸附热，如用水泡或抽真空净化表面。真空净化表面。 浸渍液温度过低，活性组分易析出浸渍液温度过低，活性组分易析出4. 干燥过程的影响干燥过程的影响 一般来说，一般来说，慢速干燥时，产生的温度梯度易导致活性组分在孔口处沉积

36、，慢速干燥时，产生的温度梯度易导致活性组分在孔口处沉积，形成形成“蛋壳蛋壳”型分布型分布快速干燥时，水分的蒸发速度大于毛细管内的流动速度，易形快速干燥时，水分的蒸发速度大于毛细管内的流动速度，易形成均匀分布或成均匀分布或“蛋黄蛋黄”型分布型分布 由于控制活性组分分布涉及许多方面，仅仅通过控制干燥由于控制活性组分分布涉及许多方面，仅仅通过控制干燥 速度来实现特定分布还存在很多困难，需要综合考虑。速度来实现特定分布还存在很多困难，需要综合考虑。1. 过量溶液浸渍法过量溶液浸渍法将载体浸渍在过量的溶液中，吸附平将载体浸渍在过量的溶液中，吸附平 衡后，过滤、干燥、焙烧衡后，过滤、干燥、焙烧 成品成品

37、适用场合：用已成型的大颗粒载体作负载型催化剂适用场合：用已成型的大颗粒载体作负载型催化剂 常用设备：传送带、槽式容器中连续或间歇进行常用设备：传送带、槽式容器中连续或间歇进行 注意事项：应先抽真空注意事项：应先抽真空除去载体孔隙中吸附的空除去载体孔隙中吸附的空 气，否则浸渍液不容易完全深入气，否则浸渍液不容易完全深入活性活性 不均匀不均匀 优点：优点：活性物质在载体上分布均匀，适合于大规模生产活性物质在载体上分布均匀，适合于大规模生产 缺点：缺点：活性物质负载量不易确定，需进行元素分析确定。活性物质负载量不易确定，需进行元素分析确定。2. 等体积溶液浸渍法等体积溶液浸渍法将载体与它正好可吸附量

38、的浸渍液将载体与它正好可吸附量的浸渍液混合，浸渍液刚好浸渍载体颗粒而无过剩。需预先测定浸渍混合，浸渍液刚好浸渍载体颗粒而无过剩。需预先测定浸渍液的体积。液的体积。 适用场合：多孔性微球或小颗粒状载体适用场合：多孔性微球或小颗粒状载体 常用设备：转鼓搅拌机、流化床常用设备：转鼓搅拌机、流化床 注意事项：对无孔载体或蛋壳型催化剂不适用注意事项：对无孔载体或蛋壳型催化剂不适用 优点：能精确调节活性物质负载量；优点：能精确调节活性物质负载量；在一个设备内操作，在一个设备内操作，设备少，投资低可以连续操作，产品稳定性好（含量易控制）设备少，投资低可以连续操作，产品稳定性好（含量易控制）劳动环境好、污染小

39、、劳动强度低劳动环境好、污染小、劳动强度低 缺点缺点：活性物质在载体上不易均匀分布：活性物质在载体上不易均匀分布 2. 等体积溶液浸渍法等体积溶液浸渍法多活性物质的浸渍多活性物质的浸渍：竞争吸附剂、分步浸渍、配成混合溶液：竞争吸附剂、分步浸渍、配成混合溶液浸渍时间：取决于载体结构、溶液浓度和温度等浸渍时间：取决于载体结构、溶液浓度和温度等 3. 多次浸渍法多次浸渍法将浸渍、过滤、干燥、焙烧等过程反复将浸渍、过滤、干燥、焙烧等过程反复 多次进行的方法。多次进行的方法。 适用场合：活性化合物溶液溶解度较低，所需含量较高适用场合：活性化合物溶液溶解度较低，所需含量较高 吸附能力不强吸附能力不强 需吸

40、附多组分且各个组分吸附能力相差较多需吸附多组分且各个组分吸附能力相差较多 常用设备：类似于过量溶液法的设备常用设备：类似于过量溶液法的设备 缺缺 点点：工艺过程复杂、效率低、生产成本高：工艺过程复杂、效率低、生产成本高 产品质量不容易保证产品质量不容易保证质量不易稳定质量不易稳定 将各组份按次序先后浸渍，可避免多组分浸渍化合物各将各组份按次序先后浸渍，可避免多组分浸渍化合物各组分竞争吸附。组分竞争吸附。4. 蒸汽浸渍法蒸汽浸渍法利用浸渍化合物的挥发性，以蒸汽的形利用浸渍化合物的挥发性，以蒸汽的形 式将其负载于载体上式将其负载于载体上 适用场合：活性物质可以蒸发的催化剂。适用场合：活性物质可以蒸

41、发的催化剂。 适用设备：反应器适用设备：反应器 优优 点：再生容易点：再生容易 缺缺 点：失活较快（活性组分容易流失）点：失活较快（活性组分容易流失） 典型实例：正丁烷异构化典型实例：正丁烷异构化AlCl3催化剂催化剂 用用AlCl3蒸汽作活性组分负载在铁矾土载体蒸汽作活性组分负载在铁矾土载体 上，失活时再用上，失活时再用AlCl3 再生。再生。4. 浸渍沉淀法浸渍沉淀法将浸渍溶液渗透到载体的空隙，然后加入将浸渍溶液渗透到载体的空隙，然后加入 沉淀剂使活性组分沉淀于载体的内孔和表面。沉淀剂使活性组分沉淀于载体的内孔和表面。 常用于贵金属浸渍型催化剂常用于贵金属浸渍型催化剂 ，可得，可得“蛋壳蛋

42、壳”“”“蛋白蛋白”型分布型分布 吸附吸附H2PtCl6盐酸溶液盐酸溶液载体载体再加入再加入NaOH载体载体沉淀沉淀氢氧化铂氢氧化铂沉淀沉淀先先浸浸渍渍易还原易还原粒子细粒子细4 浸渍颗粒的热处理浸渍颗粒的热处理 （1）干燥过程中，由于毛细管作用，导致活性组分向孔口）干燥过程中，由于毛细管作用，导致活性组分向孔口 迁移迁移cat.活性组分向表面集中活性组分向表面集中 处理方法：处理方法：快速干燥法、多次浸渍快速干燥法、多次浸渍 （2）负载）负载cat.的焙烧与活化的焙烧与活化 晶粒长大晶粒长大表面自由能表面自由能 表面积表面积 处理方法：处理方法：（1）加入稳定剂）加入稳定剂防止烧结防止烧结

43、（2）利用还原速率的提高有利于金属晶核）利用还原速率的提高有利于金属晶核 生成速率的特点提高还原速率，尤其生成速率的特点提高还原速率，尤其 是初始还原速率。是初始还原速率。 具体的方法：具体的方法： 1）在不烧结条件下，尽可能高地提高还原温度）在不烧结条件下，尽可能高地提高还原温度 T还原还原 r还原还原 2）用大空速）用大空速Vsp，水汽扩散快，水汽扩散快 3）尽量使）尽量使p水水 （因为（因为H2O、O2越多，还原后晶粒越大）越多，还原后晶粒越大） （3）利用互溶与固相反应）利用互溶与固相反应调节催化剂的性能调节催化剂的性能 特点：负载的活性组分如与载体密切结合特点：负载的活性组分如与载体

44、密切结合形成固溶形成固溶 体体可以阻止或减缓金属微晶的长大或烧结可以阻止或减缓金属微晶的长大或烧结 关键：看生成固溶体的金属氧化物是否能被还原成金属关键：看生成固溶体的金属氧化物是否能被还原成金属 （活性组分）。如能被还原，则希望形成固溶体。（活性组分）。如能被还原，则希望形成固溶体。 铂铂/氧化铝氧化铝-重整催化剂重整催化剂将汽油中直链烃芳构化将汽油中直链烃芳构化 载体（载体（99.9%Al2O3）成型成型 1/6*1/6英寸英寸预处理：比表面预处理：比表面250m2/g, 0.56ml/g540oC活化、冷却、浸渍铂氯酸活化、冷却、浸渍铂氯酸0.2-0.6%120oC 干燥干燥590oC活

45、化焙烧分解活化焙烧分解高温活化还原高温活化还原负载型负载型重整重整催化剂催化剂镍镍/氧化铝氧化铝-重整催化剂重整催化剂将甲烷或石脑油重整制合成气将甲烷或石脑油重整制合成气Al2O3+铝酸钙水泥铝酸钙水泥+石墨石墨+水水成型成型 16*16*6mm预处理：预处理：120oC干燥、干燥、 1400oC焙烧焙烧,得载体得载体熔融浸渍硝酸镍熔融浸渍硝酸镍10-20% 干燥、活化焙烧分解干燥、活化焙烧分解熔融浸渍硝酸镍熔融浸渍硝酸镍10-20%干燥、活化焙烧分解干燥、活化焙烧分解负载型负载型镍镍催化剂催化剂 直接将两种或两种以上物质直接将两种或两种以上物质机械机械混合，用于制混合，用于制备高含量的多组分

46、催化剂备高含量的多组分催化剂 设备简单，操作方便，产品化学组成稳定设备简单，操作方便，产品化学组成稳定（球磨机、拌粉机）（球磨机、拌粉机） 分散性和均匀性较低，可加入表面活性剂、分分散性和均匀性较低，可加入表面活性剂、分散剂等一起处理，或改善催化剂后处理工艺。散剂等一起处理，或改善催化剂后处理工艺。活性组分以沉淀得到的盐类或氧化物形式与干的助活性组分以沉淀得到的盐类或氧化物形式与干的助催化剂，载体粘接剂以其进行湿式碾合催化剂，载体粘接剂以其进行湿式碾合 成型成型干燥干燥焙烧焙烧过筛过筛包装包装硅藻土硅藻土正磷酸正磷酸100份份石墨石墨300份份30份份磷酸负载于磷酸负载于硅藻土硅藻土混合混合烘

47、干烘干成型、焙烧成型、焙烧固体固体磷酸磷酸活性组分、助活性组分、助Cat.、载体、粘接剂、润滑剂、造孔、载体、粘接剂、润滑剂、造孔剂等剂等 一起进行机械混合一起进行机械混合成型成型热处理热处理碳酸锌碳酸锌氧化镁氧化镁二氧化锰二氧化锰机混机混焙烧焙烧350 oC分解分解碳酸锌碳酸锌喷球喷球焙烧焙烧脱硫脱硫催化剂催化剂锌锌-锰锰-镁镁脱硫催化剂脱硫催化剂高温条件下，使高温条件下，使cat.组分融合组分融合混合物或固溶体混合物或固溶体分散度好分散度好特点：（特点：（1）分散度高）分散度高 （2）活性高）活性高 （3）机械强度高）机械强度高 （4）生产能力大）生产能力大缺点：缺点： 通用性不大，工艺复

48、杂、能耗高，需在电弧炉、电阻炉、通用性不大，工艺复杂、能耗高，需在电弧炉、电阻炉、 感应炉等熔炉中进行。感应炉等熔炉中进行。过程：过程： 固体粉碎固体粉碎高温熔融高温熔融冷却破碎冷却破碎活化活化实例：实例： 合成氨用的熔铁催化剂合成氨用的熔铁催化剂 将磁铁矿（将磁铁矿（Fe3O4)、硝酸钾、氧化铝、助催化剂等于高、硝酸钾、氧化铝、助催化剂等于高 温（温（1600）下熔融，冷却后破碎，在氢气或合成气）下熔融，冷却后破碎，在氢气或合成气 中还原，即可得到著名的中还原，即可得到著名的Fe-K2O-Al2O3催化剂。催化剂。电解铁电解铁氧化铝氧化铝氧化镁氧化镁合成氨合成氨熔铁催化剂熔铁催化剂混合混合吹

49、氧燃烧熔融吹氧燃烧熔融催化剂催化剂耐火舟皿中耐火舟皿中900950烧结烧结成分：成分：Fe2O3(66%), FeO (31%), K2O(1%), Al2O3(1.8%) 利用载体表面上存在可交换离子利用载体表面上存在可交换离子,将活性组分通过离子将活性组分通过离子 交换（阳离子交换）交换到载体上交换（阳离子交换）交换到载体上洗涤洗涤干燥干燥焙烧焙烧 还原还原cat. cat. 特点特点： （1 1）遵循化学计算关系，是可逆过程）遵循化学计算关系，是可逆过程 （2 2）得到的）得到的catcat分散性好、活性高分散性好、活性高尤适合于制贵金属尤适合于制贵金属cat.cat.实例：实例：NaN

50、a型分子筛型分子筛 H H型分子筛型分子筛 H H型离子交换树脂型离子交换树脂 等等等等 氢型分子筛的制备（氢型分子筛的制备（H-ZSM-5）硅酸钠硅酸钠硫酸铝硫酸铝氢氧化钠氢氧化钠晶化晶化Na-ZSM-5分子筛分子筛1 M NH4NO3交换交换35次次NH4-ZSM-5分子筛分子筛焙烧焙烧脱氨脱氨H-ZSM-5 制备制备Zn/ZSM-5(用于丙烷芳构化）用于丙烷芳构化）Na-ZSM-5分子筛分子筛焙烧脱焙烧脱有机胺有机胺1 M HCL90oC交换交换3次次H-ZSM-5洗涤焙烧洗涤焙烧Zn(NO3)2溶液交换溶液交换Zn/ZSM-5催化剂催化剂用于用于CO与水蒸气生成与水蒸气生成CO2的反应

51、的反应;适用于气体脱适用于气体脱S条件较差、含条件较差、含H2S和有机和有机S偏高的合偏高的合成氨厂。成氨厂。主要工艺指标主要工艺指标 使用温度：使用温度：290 500 水煤气水煤气/半水煤气（半水煤气（V）：）： 0.6 原料气中含原料气中含S量：量： 0.5%硫酸亚铁，碳酸氢铵，工业氨水，铬酸酐，钼精矿硫酸亚铁，碳酸氢铵，工业氨水，铬酸酐，钼精矿硫酸亚铁的溶解：硫酸亚铁的溶解：5060，100180 g/L碳铵母液的制备：碳酸铵和碳酸氢铵混合水溶液碳铵母液的制备：碳酸铵和碳酸氢铵混合水溶液中和沉淀：中和沉淀：pH值值 7.5，主产物，主产物FeCO3和和Fe(OH)2 中和温度中和温度6

52、070，加料时间，加料时间2.53.5h冲洗：水温控制冲洗：水温控制6570，冲洗，冲洗4次，次，SO42- 2.5%还原热煮：铬酸酐被还原为三氧化二铬后与沉淀物的还原热煮：铬酸酐被还原为三氧化二铬后与沉淀物的 混合沉淀，混合沉淀，使各组分均匀混合使各组分均匀混合， pH值值 8.5干燥：脱水，干燥：脱水， 100150，沉淀转化为氧化铁，沉淀转化为氧化铁煅烧：进一步脱水，碳酸盐类分解，具有一定化学组煅烧：进一步脱水，碳酸盐类分解，具有一定化学组 分、价态和微晶粒度。焙烧温度分、价态和微晶粒度。焙烧温度150400， 氧化铁含量氧化铁含量75%85%碾料：增加粒子表面积，减小平均半径；增加机械

53、强碾料：增加粒子表面积，减小平均半径；增加机械强 度，提高活性，故也是一个活化过程度，提高活性，故也是一个活化过程 所得组分：氧化铁，三氧化二铬，氧化钾，钼精矿所得组分：氧化铁，三氧化二铬，氧化钾，钼精矿造粒干燥：造粒干燥：8目以下不低于目以下不低于60%, 250350 混合压片：加入石墨后压片成型混合压片：加入石墨后压片成型l硫酸亚铁溶解桶硫酸亚铁溶解桶l中和沉淀桶中和沉淀桶l碳铵溶液储槽碳铵溶液储槽l热水桶热水桶l转炉转炉l碾压机碾压机l造粒机造粒机l旋转式压片机等旋转式压片机等 以催化剂制备方法为核心的催化剂技术，在不断以催化剂制备方法为核心的催化剂技术，在不断地发展，从而形成了与前述

54、几大传统制备方法地发展，从而形成了与前述几大传统制备方法有原则有原则性区别性区别的许多新的方法和技术。相比于传统方法，新的许多新的方法和技术。相比于传统方法，新方法致力于制备超细的纳米催化剂。方法致力于制备超细的纳米催化剂。 纳米粒子是指颗粒尺寸为纳米量级纳米粒子是指颗粒尺寸为纳米量级 (1- 100nm)的的超细粒子。纳米催化剂包括两方面内容：活性组分达超细粒子。纳米催化剂包括两方面内容：活性组分达到纳米级，载体达到纳米级，到纳米级，载体达到纳米级，前者必须满足前者必须满足。l 表面与界面效应表面与界面效应 颗粒尺寸小颗粒尺寸小, 则表面原子所占体积分数很大则表面原子所占体积分数很大, 产生

55、相当大的产生相当大的表面能表面能, 随着纳米粒子尺寸的减少随着纳米粒子尺寸的减少,比表面积急剧加大比表面积急剧加大,表面原子表面原子数及所占的比例迅速增大。例如数及所占的比例迅速增大。例如,某纳米粒子粒径为某纳米粒子粒径为5 nm时时,比比表面积为表面积为180m2/g,表面原子所占比例为表面原子所占比例为50%,粒径为粒径为2 nm时时,比比表面积为表面积为450m2/g,表面原子所占比例为表面原子所占比例为80%, 原子配位数不足原子配位数不足,存在不饱和键存在不饱和键,导致纳米颗粒表面存在许多导致纳米颗粒表面存在许多缺陷缺陷,使其具有很高使其具有很高的活性的活性,容易容易吸附吸附其它原子

56、而发生化学反应。其它原子而发生化学反应。 l 量子尺寸效应量子尺寸效应 当粒子的尺寸降到当粒子的尺寸降到(110) nm时时,电子能级由准连续变为离电子能级由准连续变为离散能级散能级,半导体纳米粒子存在不连续的最高被占据分子轨道和半导体纳米粒子存在不连续的最高被占据分子轨道和最低未被占据的分子轨道能级最低未被占据的分子轨道能级,能隙变宽能隙变宽,此现象即量子尺寸效此现象即量子尺寸效应。量子尺寸效应会导致能带蓝移应。量子尺寸效应会导致能带蓝移, 并有十分明显的并有十分明显的禁带变宽禁带变宽现象现象,使得使得电子电子/空穴具有更强的氧化电位空穴具有更强的氧化电位, 从而提高了纳米半导从而提高了纳米

57、半导体催化剂的光催化效率。体催化剂的光催化效率。 l 宏观量子隧道效应宏观量子隧道效应 量子隧道效应是从量子力学观点出发量子隧道效应是从量子力学观点出发,解释解释粒子能穿越比总粒子能穿越比总能量高的势垒能量高的势垒的一种微观现象。近年来发现的一种微观现象。近年来发现,微颗粒的磁化强微颗粒的磁化强度和量子相干器的磁通量等一些宏观量也具有隧道效应度和量子相干器的磁通量等一些宏观量也具有隧道效应,即宏即宏观量子隧道效应。研究纳米这一特性观量子隧道效应。研究纳米这一特性,对发展微电子学器件将对发展微电子学器件将具有重要的理论和实践意义。具有重要的理论和实践意义。 无论采用哪一种方法无论采用哪一种方法,

58、 制备的纳米粒子必须达到制备的纳米粒子必须达到如下要求如下要求: 表面光洁表面光洁; 粒子形状、粒径及粒度分布可控粒子形状、粒径及粒度分布可控; 粒子不易团聚粒子不易团聚; 易于收集易于收集; 产率高产率高; 物理法物理法（1）粉碎法）粉碎法机械粉碎机械粉碎 成本低成本低 简单简单 （2）合金法）合金法高能球磨机高能球磨机 成本低成本低 简单简单 （3）蒸发冷凝法）蒸发冷凝法真空加热汽化，与惰性气体碰撞失真空加热汽化，与惰性气体碰撞失 能，在液氮棒上骤冷而得。能，在液氮棒上骤冷而得。 成本高、质量好成本高、质量好化学法化学法（1）气相沉淀法（）气相沉淀法（CVD） （2）液相沉淀法）液相沉淀法

59、 （3）溶胶凝胶法（）溶胶凝胶法（Sol-Gel法）法）液相法液相法 （4）微乳液法）微乳液法液相法液相法 1. 溶胶溶胶-凝胶法凝胶法 指指用含高化学活性组分的化合物作前驱体，在液相下将这用含高化学活性组分的化合物作前驱体，在液相下将这些原料均匀混合，并进行水解、缩合化学反应，在溶液中形些原料均匀混合，并进行水解、缩合化学反应，在溶液中形成稳定的透明溶胶体系，溶胶经陈化胶粒成稳定的透明溶胶体系，溶胶经陈化胶粒间间缓慢聚合，形成缓慢聚合，形成三维空间网络结构的凝胶，凝胶网络三维空间网络结构的凝胶，凝胶网络间间充满失去流动性的溶充满失去流动性的溶剂，形成凝胶。凝剂，形成凝胶。凝胶胶经过干燥、烧结

60、固化制备出分子乃至纳经过干燥、烧结固化制备出分子乃至纳米亚结构的材料。米亚结构的材料。 这种特殊的网架结构赋予凝胶很大的比表这种特殊的网架结构赋予凝胶很大的比表面。面。溶胶溶胶-凝胶技术（凝胶技术（20世纪世纪70年代年代） 溶胶溶胶分散在介质中的分散相颗粒粒径在分散在介质中的分散相颗粒粒径在1-100nm时的时的溶液溶液 是高度分散的非均相体系，表面能巨大、热力学不稳定是高度分散的非均相体系，表面能巨大、热力学不稳定 是物质存在的一种特殊状态；介质为水时称作水溶胶是物质存在的一种特殊状态；介质为水时称作水溶胶制法制法分散法分散法、胶溶法、凝聚、胶溶法、凝聚法法分散法：分散法：利用各种设备（机