催化剂制备方法

催化剂制备方法第一页，共四十八页，编辑于2023年，星期日催化作用改变化学反应的速度，控制反应方向和产物构成反应物产物催化剂催化剂－反应物第二页，共四十八页，编辑于2023年，星期日催化剂的特性加快化学反应的速度，但不进入化学反应计量催化剂对反应有选择性只能加速热力学上可能的反应不改变化学平衡的位置第三页，共四十八页，编辑于2023年，星期日催化剂的分类多相反应固体催化剂（石化工业应用最多）Al2O3/SiO2催化裂化生产汽油均相反应配合物催化剂（精细化学品、聚合）茂金属络合物生产聚乙烯酶催化剂（生物化工）第四页，共四十八页，编辑于2023年，星期日固体催化剂的构成载体（Al2O3

）主催化剂（合成NH3中的Fe）助催化剂（合成NH3中的K2O）共催化剂（石油裂解SiO2-Al2O3）第五页，共四十八页，编辑于2023年，星期日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、孔体积第六页，共四十八页，编辑于2023年，星期日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第七页，共四十八页，编辑于2023年，星期日沉淀法沉淀剂加入金属盐类溶液，得到沉淀后再进行处理金属盐溶液NaOH(Na2CO3)沉淀洗涤活化成型干燥焙烧研磨催化剂第八页，共四十八页，编辑于2023年，星期日单组分沉淀法制备非贵金属的单组分催化剂或载体Al3++OH-Al2O3.nH2O焙烧α-Al2O3，

γ-Al2O3，

η-Al2O3载体Al2O3第九页，共四十八页，编辑于2023年，星期日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）Cu(NO3)2Zn(NO3)2Al(NO3)3

溶液Na2CO3三元混合氧化物沉淀PH中性合成甲醇CuO-ZnO-Al2O3第十页，共四十八页，编辑于2023年，星期日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、纯净的沉淀物尿素调节碱性(NH2)2CO+3H2O2NH4++2OH-+CO2加热到90-1000C尿素，同时释放出OH-第十一页，共四十八页，编辑于2023年，星期日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晶体转化第十二页，共四十八页，编辑于2023年，星期日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）第十三页，共四十八页，编辑于2023年，星期日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第十四页，共四十八页，编辑于2023年，星期日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，沉淀性质有差异第十五页，共四十八页，编辑于2023年，星期日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-第十六页，共四十八页，编辑于2023年，星期日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）第十七页，共四十八页，编辑于2023年，星期日实例一分子筛的合成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第十八页，共四十八页，编辑于2023年，星期日浸渍法将载体放进含有活性物质的液体中浸渍载体（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第十九页，共四十八页，编辑于2023年，星期日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第二十页，共四十八页，编辑于2023年，星期日浸渍法的优点可用已成型的载体（如氧化铝，氧化硅，活性炭，浮石，活性白土等）负载组份利用率高，用量少（如贵金属）第二十一页，共四十八页，编辑于2023年，星期日过量浸渍法将载体浸入过量的浸渍溶液中（浸渍液体超过可吸收体积），待吸附平衡后，沥去过剩溶液，干燥，活化后再得催化剂成品。第二十二页，共四十八页，编辑于2023年，星期日等体积浸渍法将载体与正好可吸附量的浸渍溶液相混合，浸渍溶液刚好浸渍载体颗粒而无过剩。预先测定浸渍溶液的体积多活性物质的浸渍浸渍时间第二十三页，共四十八页，编辑于2023年，星期日多次浸渍法重复多次的浸渍、干燥、焙烧可制得活性物质含量较高的催化剂可避免多组分浸渍化合物各组分竞争吸附第二十四页，共四十八页，编辑于2023年，星期日浸渍沉淀法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吸附H2PtCl6盐酸溶液载体再加入NaOH载体沉淀氢氧化铂沉淀先浸渍易还原粒子细第二十五页，共四十八页，编辑于2023年，星期日浸渍法实例铂/氧化铝-----重整催化剂—将汽油中直链烃芳构化

载体（99.9%Al2O3）成型1/6*1/6英寸预处理：比表面250m2/g,0.56ml/g540oC活化、冷却、浸渍铂氯酸0.2-0.6%120oC干燥590oC活化焙烧分解高温活化还原负载型重整催化剂第二十六页，共四十八页，编辑于2023年，星期日浸渍法（多次浸渍）实例镍/氧化铝-----重整催化剂—将甲烷或石脑油重整制合成气Al2O3+铝酸钙水泥+石墨+水成型16*16*6mm预处理：120oC干燥、1400oC焙烧,得载体熔融浸渍硝酸镍10-20%

干燥、活化焙烧分解熔融浸渍硝酸镍10-20%干燥、活化焙烧分解负载型镍催化剂第二十七页，共四十八页，编辑于2023年，星期日混合法直接将两种或两种以上物质机械混合设备简单，操作方便，产品化学组成稳定（球磨机、拌粉机）分散性和均匀性较低第二十八页，共四十八页，编辑于2023年，星期日湿混法固体磷酸催化剂（促进烯烃聚合、异构化、水合、烯烃烷基化、醇类脱水）硅藻土正磷酸100份石磨300份30份磷酸负载于硅藻土混合烘干成型、焙烧固体磷酸第二十九页，共四十八页，编辑于2023年，星期日干混法锌锰系脱硫催化剂（合成氨厂的原料气净化，脱除其中含有的有机硫化物）碳酸锌氧化镁二氧化锰机混焙烧350oC分解碳酸锌喷球焙烧脱硫催化剂锌-锰-镁脱硫催化剂第三十页，共四十八页，编辑于2023年，星期日离子交换法利用离子交换作为其主要制备工序的催化剂制备方法利用离子交换的手段把活性组分以阳离子的形式交换吸附到载体上适用于低含量，高利用率的贵金属催化剂用于活性组分高分散，均匀分布大表面的负载型金属催化剂第三十一页，共四十八页，编辑于2023年，星期日分子筛上的离子交换氢型分子筛的制备（H-ZSM-5）硅酸钠硫酸铝氢氧化钠晶化Na-ZSM-5分子筛1MNH4NO3交换3～5次NH4-ZSM-5分子筛焙烧脱氨H-ZSM-5第三十二页，共四十八页，编辑于2023年，星期日分子筛上的离子交换制备Zn/ZSM-5(用于丙烷芳构化）Na-ZSM-5分子筛焙烧脱有机胺1MHCL90oC交换3次H-ZSM-5洗涤焙烧Zn(NO3)2溶液交换Zn/ZSM-5催化剂第三十三页，共四十八页，编辑于2023年，星期日工业用催化剂的成型反应器中需要一定尺寸和形状的催化剂颗粒（球型、条型、微球型、蜂窝型等)颗粒形状影响到催化剂的活性、选择性、强度、阻力、传热第三十四页，共四十八页，编辑于2023年，星期日固定床用催化剂催化剂的强度、粒度范围较大形状不一的粒状催化剂易造成气流分布不均颗粒尺寸过小会加大气流阻力，且成型困难催化剂床层第三十五页，共四十八页，编辑于2023年，星期日移动床用催化剂机械强度要求高（催化剂需要不断移动）形状为无角的小球（直径3-4mm或更大）第三十六页，共四十八页，编辑于2023年，星期日流化床用催化剂催化剂必须有良好的流动性能微球颗粒直径为20-150μm催化剂颗粒反应气第三十七页，共四十八页，编辑于2023年，星期日悬浮床用催化剂催化剂颗粒在液体中容易悬浮，循环流动微米至毫米级的球型颗粒第三十八页，共四十八页，编辑于2023年，星期日催化剂颗粒强度提高方法压片是可靠的增强机械强度的方法增加烧结工艺添加粘结剂（硅、铝溶胶、水玻璃；硝酸、醋酸、糊精)第三十九页，共四十八页，编辑于2023年，星期日催化剂的成型——压片工艺颗粒形状一致、大小均匀、表面光滑、强度高适用于固定床反应器缺点,生产能力的低，设备复杂压片模具原料粉末第四十页，共四十八页，编辑于2023年，星期日催化剂的成型——压片工艺比表面和孔结构变化成型压力提高，比表面积变小，然后有所回升（压力更高时可使颗粒破碎）压力提高，平均孔径和总孔体积降低，孔分布平均化第四十一页，共四十八页，编辑于2023年，星期日催化剂的成型——挤条工艺塑性好的物料（铝胶等），或粉状物加了粘结剂后可挤条成型强度低（可烧结补强）挤条模具原料粉末第四十二页，共四十八页，编辑于2023年，星期日催化剂的成型——挤条工艺粉末细，粘结剂量多，易挤条成型但粘结剂量多，干燥后收缩，形状难保持第四十三页，共四十八页，编辑于2023年，星期日催化剂的成型——喷雾工艺用雾化器将溶液分散为雾状液滴，在热风中干燥而获得微球型催化剂流化床催化剂大多用该法粗粉细粉热风浆液罐雾化器旋风分离第四十四页，共四十八页，编辑于2023年，星期日催化剂的成型——喷雾工艺颗粒直径、粒度分布好调(选不同雾化器)干燥后不需粉碎，缩短了流程第四十五页，共四十八页，编辑于2023年，星期日催化剂的成型——滚球工艺适用于球型催化剂的成型粒度均匀，形状规则机械强度不高，表面粗糙第四十六页，共