催化劑制備方法大連物化所PPT頁

1、催化劑制備方法1催化作用改變化學反應的速度，控制反應方向和產物構成反應物產物催化劑催化劑反應物2催化劑的特性加快化學反應的速度，但不進入化學反應計量催化劑對反應有選擇性只能加速熱力學上可能的反應不改變化學平衡的位置3催化劑的分類多相反應固體催化劑（石化工業(yè)應用最多）Al2O3/SiO2催化裂化生產汽油均相反應配合物催化劑（精細化學品、聚合）茂金屬絡合物生產聚乙烯酶催化劑（生物化工）4固體催化劑的構成載體（Al2O3 ）主催化劑（合成NH3中的Fe）助催化劑（合成NH3中的K2O）共催化劑（石油裂解SiO2-Al2O3）5催化劑制備的要點多種化學組成的匹配各組分一起協(xié)調作用的多功能催化劑一定物理

2、結構的控制粒度、比表面、孔體積6催化劑的一般制備方法不同制備方法，成分、用量相同，但催化劑的性能可能不同沉淀法浸漬法混合法離子交換法7沉淀法沉淀劑加入金屬鹽類溶液，得到沉淀后再進行處理金屬鹽溶液NaOH(Na2CO3)沉淀洗滌活化成型干燥焙燒研磨催化劑8單組分沉淀法制備非貴金屬的單組分催化劑或載體Al3+ + OH- Al2O3.nH2O焙燒- Al2O3， - Al2O3， -Al2O3載體Al2O39共沉淀法多個組分同時沉淀（各組分比例較恒定，分布也均勻）Cu(NO3) 2 Zn (NO3) 2 Al (NO3) 3 溶液Na2CO3三元混合氧化物沉淀PH中性合成甲醇CuO-ZnO-Al2

3、O310均勻沉淀法金屬鹽溶液與沉淀劑充分混合后，逐漸改變條件得到顆粒均勻、純凈的沉淀物尿素調節(jié)堿性(NH2)2CO + 3H2O 2NH4+ + 2OH- + CO2加熱到90-100 0C尿素，同時釋放出OH-11導晶沉淀法借助晶化導向劑引導非晶型沉淀轉化為晶型沉淀X,Y分子篩合成分子篩合成原料加晶種高結晶度晶化無定型物X，Y晶體轉化12沉淀時金屬鹽類的選擇一般選用硝酸鹽（大都溶于水）貴金屬為氯化物的濃鹽酸溶液錸選用高錸酸（H2Re2O7）13沉淀時沉淀劑的選擇易分解揮發(fā)除去（氨氣，氨水，銨鹽，碳酸鹽等）形成的沉淀物便于過濾和洗滌（最好是晶型沉淀，雜質少，易過濾洗滌）沉淀劑的溶解度要大（這樣

4、被沉淀物吸附的量就少）沉淀物的溶解度應很小沉淀劑無污染14沉淀形成影響因素濃度溶液濃度過飽和時，晶體析出，但太大晶核增多，晶粒會變?。囟鹊蜏赜欣诰Ш诵纬?，不利于長大，高溫時有利于增大，吸附雜質也少pH值在不同pH值下，沉淀會先后生成加料順序和攪拌強度加料方式不同，沉淀性質有差異15沉淀的陳化和洗滌晶型沉淀陳化有助于獲得顆粒均勻的晶體（吸附雜質較少）非晶型沉淀一般應立即過濾(防止進一步凝聚包裹雜質）一般洗滌到無OH-,NO3-16沉淀的干燥焙燒活化干燥（除去濕沉淀中的洗滌液）焙燒（熱分解除去揮發(fā)性物質，或發(fā)生固態(tài)反應，微晶適度燒結）活化（在一定氣氛下處理使金屬價態(tài)發(fā)生變化）17實例一 分子篩

5、的合成 NaY原粉Na型絲光沸石混合水玻璃硫酸鋁偏鋁酸鈉氫氧化鈉成膠晶化過濾洗滌干燥18浸漬法將載體放進含有活性物質的液體中浸漬載體（如Al2O3）的沉淀洗滌干燥載體的成型用活性組份浸漬干燥焙燒分解活化還原負載型金屬催化劑19浸漬法的原理活性組份在載體表面上的吸附毛細管壓力使液體滲透到載體空隙內部提高浸漬量（可抽真空或提高浸漬液溫度）活性組份在載體上的不均勻分布20浸漬法的優(yōu)點可用已成型的載體（如氧化鋁，氧化硅，活性炭，浮石，活性白土等）負載組份利用率高，用量少（如貴金屬）21過量浸漬法將載體浸入過量的浸漬溶液中（浸漬液體超過可吸收體積），待吸附平衡后，瀝去過剩溶液，干燥，活化后再得催化劑成品

6、。22等體積浸漬法將載體與正好可吸附量的浸漬溶液相混合，浸漬溶液剛好浸漬載體顆粒而無過剩。預先測定浸漬溶液的體積多活性物質的浸漬浸漬時間23多次浸漬法重復多次的浸漬、干燥、焙燒可制得活性物質含量較高的催化劑可避免多組分浸漬化合物各組分競爭吸附24浸漬沉淀法將浸漬溶液滲透到載體的空隙，然后加入沉淀劑使活性組分沉淀于載體的內孔和表面吸附H2PtCl6鹽酸溶液載體再加入NaOH載體沉淀氫氧化鉑沉淀先浸漬易還原粒子細25浸漬法實例鉑/氧化鋁-重整催化劑將汽油中直鏈烴芳構化 載體（99.9%Al2O3）成型1/6*1/6英寸預處理：比表面250m2/g, 0.56ml/g540oC活化、冷卻、浸漬鉑氯酸

7、0.2-0.6%120oC 干燥590oC活化焙燒分解高溫活化還原負載型重整催化劑26浸漬法（多次浸漬）實例鎳/氧化鋁-重整催化劑將甲烷或石腦油重整制合成氣Al2O3+鋁酸鈣水泥+石墨+水成型16*16*6mm預處理：120oC干燥、 1400oC焙燒,得載體熔融浸漬硝酸鎳10-20% 干燥、活化焙燒分解熔融浸漬硝酸鎳10-20%干燥、活化焙燒分解負載型鎳催化劑27混合法直接將兩種或兩種以上物質機械混合設備簡單，操作方便，產品化學組成穩(wěn)定（球磨機、拌粉機）分散性和均勻性較低28濕混法固體磷酸催化劑（促進烯烴聚合、異構化、水合、烯烴烷基化、醇類脫水）硅藻土正磷酸100份石磨300份30份磷酸負載

8、于硅藻土混合烘干成型、焙燒固體磷酸29干混法鋅錳系脫硫催化劑（合成氨廠的原料氣凈化，脫除其中含有的有機硫化物）碳酸鋅氧化鎂二氧化錳機混焙燒350 oC分解碳酸鋅噴球焙燒脫硫催化劑鋅-錳-鎂脫硫催化劑30離子交換法利用離子交換作為其主要制備工序的催化劑制備方法利用離子交換的手段把活性組分以陽離子的形式交換吸附到載體上適用于低含量，高利用率的貴金屬催化劑用于活性組分高分散，均勻分布大表面的負載型金屬催化劑31分子篩上的離子交換氫型分子篩的制備（H-ZSM-5）硅酸鈉硫酸鋁氫氧化鈉晶化Na-ZSM-5分子篩1 M NH4NO3交換35次NH4-ZSM-5分子篩焙燒脫氨H-ZSM-532分子篩上的離子

9、交換制備Zn/ZSM-5(用于丙烷芳構化）Na-ZSM-5分子篩焙燒脫有機胺1 M HCL90oC交換3次H-ZSM-5洗滌焙燒Zn(NO3)2溶液交換Zn/ZSM-5催化劑33工業(yè)用催化劑的成型反應器中需要一定尺寸和形狀的催化劑顆粒（球型、條型、微球型、蜂窩型等)顆粒形狀影響到催化劑的活性、選擇性、強度、阻力、傳熱34固定床用催化劑催化劑的強度、粒度范圍較大形狀不一的粒狀催化劑易造成氣流分布不均顆粒尺寸過小會加大氣流阻力，且成型困難催化劑床層35移動床用催化劑機械強度要求高（催化劑需要不斷移動）形狀為無角的小球（直徑3-4mm或更大）36流化床用催化劑催化劑必須有良好的流動性能微球顆粒直徑為

10、20-150m催化劑顆粒反應氣37懸浮床用催化劑催化劑顆粒在液體中容易懸浮，循環(huán)流動微米至毫米級的球型顆粒38催化劑顆粒強度提高方法壓片是可靠的增強機械強度的方法增加燒結工藝添加粘結劑（硅、鋁溶膠、水玻璃；硝酸、醋酸、糊精)39催化劑的成型壓片工藝顆粒形狀一致、大小均勻、表面光滑、強度高適用于固定床反應器缺點,生產能力的低，設備復雜壓片模具原料粉末40催化劑的成型壓片工藝比表面和孔結構變化成型壓力提高，比表面積變小，然后有所回升（壓力更高時可使顆粒破碎）壓力提高，平均孔徑和總孔體積降低，孔分布平均化41催化劑的成型擠條工藝塑性好的物料（鋁膠等），或粉狀物加了粘結劑后可擠條成型強度低（可燒結補強）擠條模具原料粉末42催化劑的成型擠條工藝粉末細，粘結劑量多，易擠條成型但粘結劑量多，干燥后收縮，形狀難保持43催化劑的成型噴霧工藝用霧化器將溶液分散為霧狀液滴，在熱風中干燥而獲得微球型催化劑流化床催化劑大多用該法粗粉細粉熱風漿液罐霧化器旋風分離44催化劑的成型噴霧工藝顆粒直徑、粒度分布好調(選不同霧化器)干燥后不需粉碎，縮短了流程45催化劑的成型滾球工藝適用于球型催化劑的成型粒度均勻，形狀規(guī)則機械強度不高，表面粗糙46催化