制備工業(yè)催化劑的方法

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1、制備工業(yè)催化劑的方法引言：催化劑又叫觸媒。根據(jù)國際純粹與應用化學聯(lián)合會（IUPAC）于1981年提出的定義，催化劑是一種物質，它能夠改變反應的速率而不改變該反應的標準Gibbs自由焓變化。這種作用稱為催化作用。涉及催化劑的反應為催化反應。催化劑是催化工藝的靈魂，它決定著催化工藝的水平及其創(chuàng)新程度。因此研究工業(yè)催化劑的制備方法具有重要的實際意義。目前，工業(yè)上使用的固體催化劑的制備方法主要有七種，分別如下：一.浸漬法將含有活性組分（或連同助催化劑組分）的液態(tài)（或氣態(tài)）物質浸載在固態(tài)載體表面上。此法的優(yōu)點為：可使用外形與尺寸

2、合乎要求的載體，省去催化劑成型工序；可選擇合適的載體，為催化劑提供所需的宏觀結構特性，包括比表面、孔半徑、機械強度、導熱系數(shù)等；負載組分僅僅分布在載體表面上，利用率高，用量少，成本低。廣泛用于負載型催化劑的制備，尤其適用于低含量貴金屬催化劑。?　　影響浸漬效果的因素有浸漬溶液本身的性質、載體的結構、浸漬過程的操作條件等。浸漬方法有：①超孔容浸漬法,浸漬溶液體積超過載體微孔能容納的體積,常在弱吸附的情況下使用；②等孔容浸漬法，浸漬溶液與載體有效微孔容積相等，無多余廢液，可省略過濾，便于控制負載量和連續(xù)操作；③多次浸漬法，

3、浸漬、干燥、煅燒反復進行多次，直至負載量足夠為止，適用于浸載組分的溶解度不大的情況，也可用來依次浸載若干組分，以回避組分間的競爭吸附；④流化噴灑浸漬法，浸漬溶液直接噴灑到反應器中處在流化狀態(tài)的載體顆粒上，制備完畢可直接轉入使用,無需專用的催化劑制備設備;⑤蒸氣相浸漬法，借助浸漬化合物的揮發(fā)性，以蒸氣相的形式將它負載到載體表面上，但活性組分容易流失，必須在使用過程中隨時補充。二.沉淀法?用淀劑將可溶性的催化劑組分轉化為難溶或不溶化合物，經(jīng)分離、洗滌、干燥、煅燒、成型或還原等工序，制得成品催化劑。廣泛用于高含量的非貴金屬、

4、金屬氧化物、金屬鹽催化劑或催化劑載體。沉淀法有：?　?、俟渤恋矸?將催化劑所需的兩個或兩個以上的組分同時沉淀的一種方法。其特點是一次操作可以同時得到幾個組分，而且各個組分的分布比較均勻。如果組分之間形成固體溶液，那么分散度更為理想。為了避免各個組分的分步沉淀,各金屬鹽的濃度、沉淀劑的濃度、介質的pH值及其他條件都須滿足各個組分一起沉淀的要求。?　?、诰鶆虺恋矸?首先使待沉淀溶液與沉淀劑母體充分混合，造成一個十分均勻的體系，然后調節(jié)溫度，逐漸提高pH值，或在體系中逐漸生成沉淀劑等，創(chuàng)造形成沉淀的條件，使沉淀緩慢地進行，以

5、制取顆粒十分均勻而比較純凈的固體。例如，在鋁鹽溶液中加入尿素，混合均勻后加熱升溫至90～100℃,此時體系中各處的尿素同時水解，放出OH-離子：于是氫氧化鋁沉淀可在整個體系中均勻地形成。?　?、鄢鶆虺恋矸?以緩沖劑將兩種反應物暫時隔開，然后迅速混合，在瞬間內使整個體系在各處同時形成一個均勻的過飽和溶液，可使沉淀顆粒大小一致，組分分布均勻。苯選擇加氫的鎳／氧化硅催化劑的制法是：在沉淀槽中，底部裝入硅酸鈉溶液，中層隔以硝酸鈉緩沖劑，上層放置酸化硝酸鎳，然后驟然攪拌，靜置一段時間，便析出超均勻的沉淀物。?、芙n沉淀法,在浸

6、漬法的基礎上輔以均勻沉淀法，即在浸漬液中預先配入沉淀劑母體，待浸漬操作完成后加熱升溫，使待沉淀組分沉積在載體表面上。?三.混合法?多組分催化劑在壓片、擠條等成型之前,一般都要經(jīng)歷這一步驟。此法設備簡單，操作方便，產(chǎn)品化學組成穩(wěn)定，可用于制備高含量的多組分催化劑，尤其是混合氧化物催化劑，但此法分散度較低?！　』旌峡稍谌魏蝺上嚅g進行，可以是液-固混合(濕式混合)，也可以是固-固混合（干式混合）?；旌系哪康模阂皇谴龠M物料間的均勻分布，提高分散度；二是產(chǎn)生新的物理性質(塑性)，便于成型，并提高機械強度?！　』旌戏ǖ谋∪醐h(huán)節(jié)是多

7、相體系混合和增塑的程度。固-固顆粒的混合不能達到象兩種流體那樣的完全混合，只有整體的均勻性而無局部的均勻性。為了改善混合的均勻性，增加催化劑的表面積，提高丸粒的機械穩(wěn)定性，可在固體混合物料中加入表面活性劑。由于固體粉末在同表面活性劑溶液的相互作用下增強了物質交換過程，可以獲得分布均勻的高分散催化劑。四.滾涂法?將活性組分粘漿置于可搖動的容器中，無孔載體小球布于其上，經(jīng)過一段時間的滾動，活性組分便逐漸粘附在載體表面。為了提高涂布效果，有時還要添加粘結劑。由于活性組分容易剝離，滾涂法已不常用。五.離子交換法此法用離子交換劑

8、作載體，以反離子的形式引入活性組分，制備高分散、大表面的負載型金屬或金屬離子催化劑，尤其適用于低含量、高利用率的貴金屬催化劑制備，也是均相催化劑多相化和沸石分子篩改性的常用方法。六.熱熔融法?借高溫條件將催化劑的各個組分熔合成為均勻分布的混合體、氧化物固體溶液或合金固體溶液，以制取特殊性能的催化劑。一些需要高溫熔煉的催化劑都用這種