工業(yè)催化劑的制造方法

工業(yè)催化劑的制造方法第一頁(yè)，共九十九頁(yè)，2022年，8月28日§2-1沉淀法

一、沉淀法制備原理

借助于沉淀反應(yīng)，用沉淀劑（堿類(lèi)物質(zhì)）將可溶性的催化劑組分（金屬鹽類(lèi)水溶液）轉(zhuǎn)化為難溶化合物，再經(jīng)分離、洗滌、干燥、焙燒、成型等工序制得成品催化劑。第二頁(yè)，共九十九頁(yè)，2022年，8月28日沉淀法生產(chǎn)流程

原料沉淀劑混合沉淀陳化催化劑成品干燥成型活化過(guò)濾洗滌第三頁(yè)，共九十九頁(yè)，2022年，8月28日沉淀法適用范圍

制備高含量的非貴金屬、金屬氧化物、金屬鹽催化劑或催化劑載體第四頁(yè)，共九十九頁(yè)，2022年，8月28日沉淀法分類(lèi)

1.單組份沉淀法沉淀劑與一種待沉淀溶液作用以制備單一組分沉淀物。

如：Al2O3制備

采用堿法制備，用HNO3作沉淀劑，從NaAlO2中沉淀出Al2O3·nH2O，再經(jīng)過(guò)后續(xù)處理制得Al2O3。第五頁(yè)，共九十九頁(yè)，2022年，8月28日沉淀法分類(lèi)

2.共沉淀法（多組份共沉淀法）將催化劑所需的兩個(gè)或兩個(gè)以上組份同時(shí)沉淀的一種方法。

如：低壓合成甲醇用催化劑CuO-ZnO-Al2O3的制備給定比例的Cu(NO3)2、Zn(NO3)2、Al(NO3)3、混合鹽溶液與Na2CO3并流加入沉淀槽。第六頁(yè)，共九十九頁(yè)，2022年，8月28日沉淀法分類(lèi)

3.均勻沉淀法先使待沉淀金屬鹽溶液與沉淀劑母體充分混合，造成一個(gè)均勻的體系，然后調(diào)節(jié)溫度和時(shí)間，逐漸提高pH值，或者在體系中逐漸生成沉淀劑的方式，創(chuàng)造形成沉淀的條件，使沉淀緩慢進(jìn)行，以制得顆粒十分均勻而且比較純凈的沉淀物。

如：Al(OH)3沉淀制備采用鋁鹽溶液中加入尿素，混合均勻，加熱升溫，尿素水解釋放OH-，與鋁鹽反應(yīng)生成Al(OH)3沉淀。

第七頁(yè)，共九十九頁(yè)，2022年，8月28日沉淀法分類(lèi)

4.浸漬沉淀法鹽溶液浸漬操作完成后，再加沉淀劑，而使待沉淀組份沉積在載體上。

第八頁(yè)，共九十九頁(yè)，2022年，8月28日沉淀法分類(lèi)

5.導(dǎo)晶沉淀法借助晶化導(dǎo)向劑（晶種）引導(dǎo)非晶型沉淀轉(zhuǎn)化為晶型沉淀的方法。

如：Y型、X型分子篩的合成，加入乙醇胺作導(dǎo)向劑。第九頁(yè)，共九十九頁(yè)，2022年，8月28日沉淀法分類(lèi)

6.超均勻共沉淀法將沉淀操作分成兩步進(jìn)行，先制成鹽溶液的懸浮層，并將這些懸浮層立即瞬間混合成為超飽和的均勻溶液；然后由超飽和的均勻溶液得到超均勻的沉淀物。

如：硅酸鎳催化劑制備先將硅酸鈉溶液（密度1.3）放到混合器底部，然后將20%的硝酸鈉溶液（密度1.2）放在上面，最后，將含硝酸鎳和硝酸（密度1.1）慢慢倒在前兩種液層之上，之后立即開(kāi)動(dòng)攪拌器，使之成為超飽和溶液，放置數(shù)分鐘至幾小時(shí)，最終可形成均勻的水凝膠或膠凍。

第十頁(yè)，共九十九頁(yè)，2022年，8月28日沉淀操作技術(shù)要點(diǎn)

原料的選擇

金屬鹽類(lèi)選擇原則：一般首選硝酸鹽。其次：硫酸鹽、有機(jī)酸鹽、金屬?gòu)?fù)鹽

第十一頁(yè)，共九十九頁(yè)，2022年，8月28日沉淀操作技術(shù)要點(diǎn)

原料的選擇

沉淀劑選擇原則：①盡可能使用易分解并且易揮發(fā)成分的沉淀劑。②形成的沉淀物必須便于過(guò)濾和洗滌。③沉淀劑的溶解度要大④沉淀物的溶解度應(yīng)很小。⑤沉淀劑必須無(wú)毒，不應(yīng)造成環(huán)境污染沉淀劑：常用的沉淀劑是：NH3、NaOHNH4OH、（NH4）2CO3等銨鹽。

。第十二頁(yè)，共九十九頁(yè)，2022年，8月28日沉淀操作技術(shù)要點(diǎn)

沉淀形成的影響因素

濃度

溫度

pH值

加料方式和攪拌速度

第十三頁(yè)，共九十九頁(yè)，2022年，8月28日沉淀操作技術(shù)要點(diǎn)

沉淀形成的影響因素

濃度

過(guò)飽和度β=C-C*/C*C↑β↑V生成.>V長(zhǎng)大晶粒細(xì)小,S大C↓β↓V生成.<V長(zhǎng)大晶粒大,S小第十四頁(yè)，共九十九頁(yè)，2022年，8月28日沉淀操作技術(shù)要點(diǎn)

沉淀形成的影響因素

溫度

低溫小粒子高溫大粒子最大生成溫度遠(yuǎn)低于最大長(zhǎng)大溫度

第十五頁(yè)，共九十九頁(yè)，2022年，8月28日沉淀操作技術(shù)要點(diǎn)

沉淀形成的影響因素

PH值

影響沉淀物生長(zhǎng)和晶型形成氫氧化物所需PH值第十六頁(yè)，共九十九頁(yè)，2022年，8月28日沉淀操作技術(shù)要點(diǎn)

沉淀形成的影響因素

正加法沉淀劑

金屬鹽溶液正加反加并加第十七頁(yè)，共九十九頁(yè)，2022年，8月28日沉淀操作技術(shù)要點(diǎn)

沉淀的陳化和洗滌

沉淀的陳化（或熟化、老化）指在沉淀形成之后發(fā)生的一切不可逆變化。操作方法：將沉淀物與母液一起放置一段時(shí)間。陳化作用：a、使小的晶粒進(jìn)一步長(zhǎng)大，b、晶粒與晶粒之間進(jìn)一步粘結(jié)，c、使結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。

洗滌：用洗滌液除去固態(tài)物料中的雜質(zhì)的操作。操作方法：傾瀉法和過(guò)濾法第十八頁(yè)，共九十九頁(yè)，2022年，8月28日沉淀操作技術(shù)要點(diǎn)

干燥、焙燒和活化

干燥：用加熱的方法脫除已洗凈濕沉淀中的洗滌液。焙燒：為繼干燥之后的又一熱處理過(guò)程。活化：把鈍態(tài)催化劑經(jīng)過(guò)一定方法處理后變?yōu)榛顫姶呋瘎┑倪^(guò)程。第十九頁(yè)，共九十九頁(yè)，2022年，8月28日沉淀操作技術(shù)要點(diǎn)

焙燒目的①通過(guò)物料的熱分解，除去化學(xué)結(jié)合水和揮發(fā)性雜質(zhì)（如CO2、NO2、NH3），使之轉(zhuǎn)化為所需要的化學(xué)成份。②借助于固態(tài)反應(yīng)、互溶、再結(jié)晶，獲得一定的晶型、微粒粒度、孔徑和比表面積等。③讓微晶適度燒結(jié)，提高產(chǎn)品的機(jī)械強(qiáng)度。第二十頁(yè)，共九十九頁(yè)，2022年，8月28日隧道窯第二十一頁(yè)，共九十九頁(yè)，2022年，8月28日沉淀法催化劑制備實(shí)例銀催化劑（乙烯氧化制環(huán)氧乙烷）硝酸銀H2O2Al2O3

沉淀還原洗滌過(guò)濾成型Ag-CatNaOH第二十二頁(yè)，共九十九頁(yè)，2022年，8月28日沉淀法催化劑制備實(shí)例活性氧化鋁第二十三頁(yè)，共九十九頁(yè)，2022年，8月28日沉淀法催化劑制備實(shí)例NaY分子篩第二十四頁(yè)，共九十九頁(yè)，2022年，8月28日§2-2浸漬法

浸漬原理

將載體放進(jìn)含有活性物質(zhì)（或連同助催化劑）的液體（或氣體）中浸漬，當(dāng)浸漬平衡后，將剩余的液體除去，再進(jìn)行干燥、焙燒、活化等處理得到催化劑。第二十五頁(yè)，共九十九頁(yè)，2022年，8月28日浸漬法生產(chǎn)流程

活性組分載體浸漬活化干燥焙燒負(fù)載型金屬催化劑活性組分第二十六頁(yè)，共九十九頁(yè)，2022年，8月28日浸漬方法

過(guò)量浸漬法

將載體浸入過(guò)量的浸漬溶液中，待吸附平衡后，瀝去過(guò)剩溶液，干燥、活化后得催化劑成品。如：Pt/Al2O3（催化重整催化劑）的制備第二十七頁(yè)，共九十九頁(yè)，2022年，8月28日浸漬方法

等體積浸漬法

將載體與它正好可吸附體積的浸漬溶液相混合，待吸附平衡后，直接干燥、活化后得催化劑成品。如：醋酸鋅/活性炭制備

第二十八頁(yè)，共九十九頁(yè)，2022年，8月28日浸漬方法

多次浸漬法

重復(fù)進(jìn)行多次的浸漬、干燥和焙燒以制得活性物質(zhì)含量較高的催化劑的方法。如：Ni系蒸汽轉(zhuǎn)化催化劑制備

第二十九頁(yè)，共九十九頁(yè)，2022年，8月28日浸漬方法

浸漬沉淀法

先浸漬后沉淀的制備方法。載體吸附浸漬液達(dá)飽和后，再加入NaOH溶液等，使金屬氧化物轉(zhuǎn)化為氫氧化物而沉淀于載體的內(nèi)孔和表面。該法主要用于制備貴金屬浸漬型催化劑，如Pt、Pd、Au等，采用其氯化物浸漬，NaOH沉淀。如：5%Pd/C催化劑制備第三十頁(yè)，共九十九頁(yè)，2022年，8月28日浸漬方法

流化噴灑浸漬法

浸漬溶液直接噴灑到反應(yīng)器中處于流化狀態(tài)的載體上，完成浸漬后，進(jìn)行干燥和焙燒。該法只適用于流化床反應(yīng)器所使用的細(xì)粉狀催化劑。蒸汽相浸漬法借助于浸漬化合物的揮發(fā)性，以蒸汽的形態(tài)將其附載到載體上。第三十一頁(yè)，共九十九頁(yè)，2022年，8月28日浸漬操作技術(shù)要點(diǎn)

載體的選擇

從物理因素考慮：首先是顆粒大小、表面積和孔結(jié)構(gòu)；其次要考慮載體的導(dǎo)熱性。從化學(xué)因素考慮：⑴惰性載體⑵載體與活性組份有相互作用⑶載體具有催化作用第三十二頁(yè)，共九十九頁(yè)，2022年，8月28日浸漬操作技術(shù)要點(diǎn)

浸漬液的配制

浸漬時(shí)并不是用活性組份本身制成溶液，而是用活性組份易溶鹽配成溶液。因此在選擇活性組份化合物時(shí)，應(yīng)易溶于水，且在焙燒時(shí)能分解成所需的活性組份。最常用的是硝酸鹽、銨鹽、有機(jī)酸鹽等。第三十三頁(yè)，共九十九頁(yè)，2022年，8月28日浸漬操作技術(shù)要點(diǎn)

浸漬液的配制

要點(diǎn)：浸漬液的濃度必須控制恰當(dāng)，溶液過(guò)濃不易滲透粒狀催化劑的微孔，活性組份在載體上也就分布不均，而且高濃度浸漬液容易得到較粗的金屬晶粒；溶液過(guò)稀，一次浸漬達(dá)不到所要求的負(fù)載量，要采用反復(fù)多次浸漬法。第三十四頁(yè)，共九十九頁(yè)，2022年，8月28日浸漬操作技術(shù)要點(diǎn)

活性組份在載體上的分布與控制

浸漬時(shí)溶解在溶劑中含活性組份的鹽類(lèi)（溶質(zhì)）在載體表面的分布，與載體對(duì)溶質(zhì)和溶劑的吸附性能有很大的關(guān)系。實(shí)驗(yàn)研究表明：要獲得活性組份的均勻分布，浸漬液中活性組份的含量要多于載體內(nèi)、外表面能吸附的活性組份的數(shù)量，并且分離出過(guò)多的浸漬液后，不要馬上干燥，要靜置一段時(shí)間，讓吸附、脫附、擴(kuò)散達(dá)到平衡 ，使活性組份均勻的分布在孔內(nèi)的孔壁上。

第三十五頁(yè)，共九十九頁(yè)，2022年，8月28日浸漬操作技術(shù)要點(diǎn)

活性組份在載體上的分布與控制

第三十六頁(yè)，共九十九頁(yè)，2022年，8月28日浸漬操作技術(shù)要點(diǎn)

活性組份在載體上不同的分布形態(tài)。以球形催化劑為例，有均勻型、蛋殼型、蛋黃型和蛋白型等四種。

均勻型蛋殼型蛋黃型蛋白型第三十七頁(yè)，共九十九頁(yè)，2022年，8月28日浸漬法催化劑制備實(shí)例鎳系蒸氣轉(zhuǎn)化催化劑二次浸漬法生產(chǎn)流程第三十八頁(yè)，共九十九頁(yè)，2022年，8月28日浸漬法催化劑制備實(shí)例Pd/C催化劑(加氫反應(yīng)）1.活性炭處理：用10％HNO3煮2～3小時(shí)蒸餾水洗凈，100～110℃烘干2.PdCl2用HCl溶解，配制氯鈀酸溶液3.浸漬：將氯鈀酸溶液倒入活性炭的水溶液中。4.沉淀：用30％NaOH進(jìn)行沉淀。5.還原(活化）：使用前用水合肼浸泡還原。第三十九頁(yè)，共九十九頁(yè)，2022年，8月28日§2-3混合法

混合法是將兩種或兩種以上物質(zhì)用機(jī)械混合的方法來(lái)制備多組份催化劑的方法。該法設(shè)備簡(jiǎn)單，操作方便，產(chǎn)品化學(xué)組成穩(wěn)定，是制備催化劑最簡(jiǎn)單、最原始的方法。混合法分為干法和濕法兩種第四十頁(yè)，共九十九頁(yè)，2022年，8月28日§2-4熱熔融法

熱熔融法是在高溫條件下進(jìn)行催化劑的熔合，使之成為均勻的混合體、合金固熔體或氧化物固熔體。經(jīng)后續(xù)加工可制得性能優(yōu)異的催化劑。特點(diǎn)：催化劑有高的強(qiáng)度、熱穩(wěn)定性和長(zhǎng)的使壽命。第四十一頁(yè)，共九十九頁(yè)，2022年，8月28日熱熔融法催化劑制備實(shí)例

骨架鎳催化劑的制備(ReneyNi,加氫反應(yīng)）

第四十二頁(yè)，共九十九頁(yè)，2022年，8月28日§2-5離子交換法

通過(guò)離子交換將活性組份交換到載體上，再經(jīng)過(guò)后續(xù)處理得到催化劑成品。第四十三頁(yè)，共九十九頁(yè)，2022年，8月28日分子篩

分子篩是結(jié)晶的硅鋁酸鹽，具有均勻的孔隙結(jié)構(gòu)。其化學(xué)組成為：Mx/n[(AlO2)x·(SiO2)y]·ZH2O分子篩結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：①由硅氧四面體和鋁氧四面體構(gòu)成分子篩骨架②相鄰四面體由氧橋連接成環(huán)（四、五、六、八、十、十二元氧環(huán)等）③氧環(huán)通過(guò)氧橋相互連接，形成具有三維空間的多面體（α、γ、β、六方柱籠等）④不同結(jié)構(gòu)的籠再通過(guò)氧橋互相連接形成各種不同結(jié)構(gòu)的分子篩。第四十四頁(yè)，共九十九頁(yè)，2022年，8月28日第四十五頁(yè)，共九十九頁(yè)，2022年，8月28日第四十六頁(yè)，共九十九頁(yè)，2022年，8月28日第四十七頁(yè)，共九十九頁(yè)，2022年，8月28日第四十八頁(yè)，共九十九頁(yè)，2022年，8月28日Z(yǔ)EOLITESporouscrystallinealuminosilicatesbuiltfromSiO4andAlO4tetrahedra,cross-linkedtoeachotherthroughtheoxygenions第四十九頁(yè)，共九十九頁(yè)，2022年，8月28日Z(yǔ)eoliteALTA第五十頁(yè)，共九十九頁(yè)，2022年，8月28日MORDENITE第五十一頁(yè)，共九十九頁(yè)，2022年，8月28日Z(yǔ)SM-5MFI第五十二頁(yè)，共九十九頁(yè)，2022年，8月28日MFIandMORStructures第五十三頁(yè)，共九十九頁(yè)，2022年，8月28日StructureofYzeoliteHexagonalprismSodaliteunitSI’SII’SISIISIIIStructureofzeoliteYwithcationpositionsSIIandSIIIinsupercages,SI’andSII’insodaliteunits,andSIinthecentersofhexagonalprismsACShortCourse–May2006第五十四頁(yè)，共九十九頁(yè)，2022年，8月28日分子篩分子篩類(lèi)型

①A型分子篩：立方晶系結(jié)構(gòu)，相鄰的β籠用γ籠連接而成。第五十五頁(yè)，共九十九頁(yè)，2022年，8月28日分子篩分子篩類(lèi)型

②X-型Y-型分子篩：密堆立方晶系結(jié)構(gòu)，由六方柱籠和β籠連接而成。第五十六頁(yè)，共九十九頁(yè)，2022年，8月28日分子篩分子篩類(lèi)型

③絲光沸石：層狀結(jié)構(gòu)。由五員環(huán)和四員環(huán)連接而成。第五十七頁(yè)，共九十九頁(yè)，2022年，8月28日分子篩分子篩類(lèi)型

④ZSM型高硅分子篩：結(jié)構(gòu)單元與絲光沸石相似。第五十八頁(yè)，共九十九頁(yè)，2022年，8月28日分子篩分子篩類(lèi)型

⑤磷酸鋁系分子篩：70、80年代開(kāi)發(fā),第三代新型分子篩.⑥鈦硅分子篩(TS):90年代開(kāi)發(fā),用于氧化反應(yīng)第五十九頁(yè)，共九十九頁(yè)，2022年，8月28日WhyAre Zeolites Catalytically Active?第六十頁(yè)，共九十九頁(yè)，2022年，8月28日分子篩分子篩的離子交換用離子交換法在分子篩上引入H+和其它各種活性陽(yáng)離子?？捎娩@鹽進(jìn)行離子交換。如：NaY分子篩的離子交換。

NaY+NH4+→NH4Y+Na+第六十一頁(yè)，共九十九頁(yè)，2022年，8月28日分子篩離子交換分子篩酸位的形成第六十二頁(yè)，共九十九頁(yè)，2022年，8月28日Br?nstedAcidsites

O O O O Si Al SiOOOOOOHProtondonor+BridgingOHDehydration第六十三頁(yè)，共九十九頁(yè)，2022年，8月28日Ion-ExchangeCs+Cs+SiSiAlOOSiSiAlOOO(-)(-)SiSiAlOOSiSiAlOOO(-)(-)H+SiSiAlOOSiSiAlOOO(-)(-)Na+NH4+Cssalt第六十四頁(yè)，共九十九頁(yè)，2022年，8月28日StructuralcharacterizationofITQ-2andtheMWW-typezeolite.Cormaetal.,Nature(1998)DelaminatedZeolites第六十五頁(yè)，共九十九頁(yè)，2022年，8月28日ShapeSelectivityOrderedMesoporousMolecularSievesMCM’s

PillaredLayerStructures

Heteropolyacids

CarbonMolecularSievesandNanotubes

第六十六頁(yè)，共九十九頁(yè)，2022年，8月28日第六十七頁(yè)，共九十九頁(yè)，2022年，8月28日離子交換樹(shù)脂

離子交換樹(shù)脂以苯乙烯、丙烯酸等的共聚高聚物作為其骨架，分為陽(yáng)離子交換樹(shù)脂和陰離子交換樹(shù)脂兩大類(lèi)。陽(yáng)離子交換樹(shù)脂是在樹(shù)脂的骨架中含有作為陽(yáng)離子交換基團(tuán)的磺酸基-SO3H或羧基-COOH等。陰離子交換樹(shù)脂是在樹(shù)脂的骨架中含有作為陰離子交換的季胺基-NOH或伯胺至叔胺基等。第六十八頁(yè)，共九十九頁(yè)，2022年，8月28日離子交換樹(shù)脂

離子交換樹(shù)脂為不溶于水和有機(jī)溶劑的固體酸或固體堿，因此，凡是用酸或堿作催化的反應(yīng)，原則上均可采用離子交換樹(shù)脂作催化劑。采用離子交換樹(shù)脂作催化劑優(yōu)點(diǎn)：分離容易，腐蝕性小，三廢（廢酸）少；缺點(diǎn)：機(jī)械強(qiáng)度低，耐熱性差。市售的離子交換樹(shù)脂在使用前均需活化，活化的方法即采用離子交換法進(jìn)行。第六十九頁(yè)，共九十九頁(yè)，2022年，8月28日§2-6催化劑的成型

催化劑形狀尺寸1.取決于使用條件，如使用反應(yīng)器的類(lèi)型、操作壓力、流速、床層允許的壓降、反應(yīng)動(dòng)力學(xué)及催化劑的物化性能2.影響催化劑活性反應(yīng)器要求固定床：強(qiáng)度、粒度允許范圍較大。移動(dòng)床：強(qiáng)度要求高，粒度3~4mm

硫化床：直徑20~150μm

懸浮床：微米級(jí)至毫米級(jí)微球顆粒第七十頁(yè)，共九十九頁(yè)，2022年，8月28日催化劑成型成型方法的選擇主要考慮的因素：1.成型物料的物理性質(zhì)2.成型后催化劑的物理、化學(xué)性質(zhì)催化劑常用的形狀圓柱狀、環(huán)狀、球狀、片狀、蜂窩狀、條狀、粉末狀及不規(guī)則狀。近年來(lái)還出現(xiàn)了許多異形催化劑，如多通孔狀、三葉狀、齒輪狀、膜狀等催化劑。第七十一頁(yè)，共九十九頁(yè)，2022年，8月28日第七十二頁(yè)，共九十九頁(yè)，2022年，8月28日第七十三頁(yè)，共九十九頁(yè)，2022年，8月28日幾種重要的成型方法

壓片成型：圓柱狀、拉西環(huán)、齒輪狀擠條成型：圓柱體、環(huán)柱體油中成型：球狀2~5mm小球，50~500μm微球（氧化鋁、硅膠）噴霧成型：粉狀微米級(jí)轉(zhuǎn)動(dòng)成型：圓球狀第七十四頁(yè)，共九十九頁(yè)，2022年，8月28日§2-7典型工業(yè)催化劑制法實(shí)例選

工業(yè)氨合成鐵系催化劑的制備主催化劑：Fe、助催化劑：Al2O3、K2O第七十五頁(yè)，共九十九頁(yè)，2022年，8月28日第七十六頁(yè)，共九十九頁(yè)，2022年，8月28日§2-7典型工業(yè)催化劑制法實(shí)例選

SO2氧化釩系催化劑的制備主催化劑：V2O5、助催化劑堿金屬硫酸鹽K2SO4、載體：硅藻土或硅膠。

第七十七頁(yè)，共九十九頁(yè)，2022年，8月28日§2-8固體催化劑制備方法的新進(jìn)展

固體超細(xì)微粒與催化劑

凝膠法及微乳化技術(shù)

氣相沉積法膜催化劑

化學(xué)鍍第七十八頁(yè)，共九十九頁(yè)，2022年，8月28日納米材料在催化領(lǐng)域中的研究進(jìn)展納米材料是指尺度為l－100nm的超微粒徑壓制、燒結(jié)或?yàn)R射而成的聚集態(tài)固體。它斷裂強(qiáng)度高、韌性好、耐高溫。由于納米粒子具有許多傳統(tǒng)固體不具有的特異性質(zhì)，如特異的化學(xué)、機(jī)械、電子、磁學(xué)等性能，從而引起國(guó)內(nèi)外研究界的高度重視，納米材料被稱(chēng)為“二十一世紀(jì)的新材料”。第七十九頁(yè)，共九十九頁(yè)，2022年，8月28日納米材料在催化領(lǐng)域中的研究進(jìn)展由于納米晶粒的比表面積大，表面原子比率大，使體系的電子結(jié)構(gòu)和晶體結(jié)構(gòu)明顯改變，表現(xiàn)出特殊的電子效應(yīng)和表面效應(yīng)，而摻雜微粒元素改變體系的物理、化學(xué)性質(zhì)則更為有效。如日本學(xué)者林豐治將超細(xì)鎳粒子Ni—UFP(30nm)與Baney—Ni催化環(huán)辛二烯加氫生成環(huán)辛烯的反應(yīng)進(jìn)行了比較，發(fā)現(xiàn)前者比后者活性高2倍以上，選擇性高5倍以上。第八十頁(yè)，共九十九頁(yè)，2022年，8月28日納米材料在催化領(lǐng)域中的研究進(jìn)展從目前研究來(lái)看，納米粒子對(duì)催化氧化、還原、聚合、裂解、異構(gòu)等反應(yīng)都具有很高的活性和選擇性，對(duì)光解水制氫和一些有機(jī)合成反應(yīng)也有明顯的光催化活性。國(guó)際上已把納米材料催化劑稱(chēng)為第四代催化劑。它在催化中的應(yīng)用更為催化工作者展示了一個(gè)趣味盎然富有活力的研究領(lǐng)域。第八十一頁(yè)，共九十九頁(yè)，2022年，8月28日納米材料在催化領(lǐng)域中的研究進(jìn)展納米粒子催化劑的研究現(xiàn)狀從現(xiàn)有的制備技術(shù)上看，納米催化劑有以下幾種類(lèi)型，◆金屬納米粒子催化劑，如鉑、鈀、銠、銀、鈷、鐵等納米粒子催化劑?！艚饘傺趸锛{米粒子，如ZnO、Ti02、MgO、NiO等納米粒子催化劑。

◆金屬氧化物為載體的催化劑。第八十二頁(yè)，共九十九頁(yè)，2022年，8月28日納米材料在催化領(lǐng)域中的研究進(jìn)展納米催化劑的制備方法

化學(xué)法

物理法第八十三頁(yè)，共九十九頁(yè)，2022年，8月28日納米材料在催化領(lǐng)域中的研究進(jìn)展化學(xué)法納米催化劑的制備方法◆溶膠一凝膠法

溶膠—凝膠法一般是以金屬鹽或半金屬鹽做前驅(qū)體，將適當(dāng)?shù)耐檠趸锶缢募籽趸柰榕c水、酸性或堿性催化劑和共溶劑在攪拌或超聲下，進(jìn)行水解和縮聚反應(yīng)形成Si02三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。在成膠的過(guò)程中，引入的金屬組分包埋在三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中。再進(jìn)行凝膠的老化過(guò)程，即將凝膠浸于液體中，聚合反應(yīng)繼續(xù)，凝膠的強(qiáng)度增加。最后通過(guò)干燥，將溶劑從相互交聯(lián)的多孔網(wǎng)格中蒸發(fā)掉，最后得到納米尺寸的網(wǎng)格結(jié)構(gòu)。第八十四頁(yè)，共九十九頁(yè)，2022年，8月28日納米材料在催化領(lǐng)域中的研究進(jìn)展化學(xué)法納米催化劑的制備方法◆電化學(xué)沉積法以鋁在4％磷酸介質(zhì)中直流電解形成的分布均勻的多孔氧化鋁膜為模板，放人鎳鹽進(jìn)行交流電沉積，并通過(guò)化學(xué)鍍鎳得到鎳，將鍍覆好的樣品剪去四周邊緣，置于氫氧化鉀溶液中，溶解掉末氧化的基質(zhì)鋁及部分氧化鋁，制備得到鎳納米線(xiàn)電極。鎳納米線(xiàn)電極表面分布著直徑為70—80nm的納米線(xiàn)。鎳納米線(xiàn)電極對(duì)乙醇氧化有較高的催化活性。第八十五頁(yè)，共九十九頁(yè)，2022年，8月28日納米材料在催化領(lǐng)域中的研究進(jìn)展化學(xué)法納米催化劑的制備方法◆水解法

水解法是以無(wú)機(jī)鹽和金屬醇鹽與水反應(yīng)得到氫氧化物和水化物的沉淀，再加熱分解的方法?！舫恋矸ú捎贸恋矸ㄖ苽淞艘詥尉Ч铻橹蔚牧蛩峄趸N納米晶薄膜，用于催化輕質(zhì)烯烴的異化。第八十六頁(yè)，共九十九頁(yè)，2022年，8月28日納米材料在催化領(lǐng)域中的研究進(jìn)展物理法納米催化劑的制備方法◆惰性氣體蒸發(fā)法惰性氣體蒸發(fā)法是在低壓的惰性氣體中，加熱金屬使其蒸發(fā)后形成納米微粒?！魵潆娀〉入x子體法◆第八十七頁(yè)，共九十九頁(yè)，2022年，8月28日納米材料在催化領(lǐng)域中的研究進(jìn)展納米催化劑的應(yīng)用◆納米催化劑在加氫催化反應(yīng)中的應(yīng)用△1—己烯催化加氫制己烷納米鈀(5nm)負(fù)載于Ti02上得率為100％，催化劑只能得到29．7％的己烷、21．6％的己烯異構(gòu)體和48．7％的1—己烯。△芳烴加氫反應(yīng)納米鎳、鈰在氣相苯加氫反應(yīng)中具有高的選擇性和熱穩(wěn)定性。△丁二烯選擇性加氫反應(yīng)納米鈀／A1203加氫活性和選擇性明顯高于化學(xué)浸漬法制備的鈀／A1203。第八十八頁(yè)，共九十九頁(yè)，2022年，8月28日納米材料在催化領(lǐng)域中的研究進(jìn)展納米催化劑的應(yīng)用◆納米材料在電催化反應(yīng)中的應(yīng)用△Ni—Mo等合金納米晶催化劑，替代金屬鉑應(yīng)用于析氫反應(yīng)中，取得很好的效果?！縻K納米材料電催化有機(jī)酸還原反應(yīng)第八十九頁(yè)，共九十九頁(yè)，2022年，8月28日納米材料在催化領(lǐng)域中的研究進(jìn)展納米催化劑的應(yīng)用◆納米催化劑在化學(xué)電源中的應(yīng)用△納米催化劑在化學(xué)電源中應(yīng)用研究主要集中在把納米輕燒結(jié)構(gòu)體作為電池電極。采用納米輕燒結(jié)體作為化學(xué)電池、燃料電池和光化學(xué)電池的電極，可以增加反應(yīng)表面積，提高電池效率，減輕重量，有利于電池的小型化。例如鎳和銀的輕燒結(jié)體作為化學(xué)電池等的電極已經(jīng)得到了應(yīng)用。第九十頁(yè)，共九十九頁(yè)，2022年，8月28日納米材料在催化領(lǐng)域中的研究進(jìn)展納米催化劑的應(yīng)用◆納米催化劑在環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用△

銳鈦礦型納米TiOx是具有優(yōu)良的光催化性能的催化劑，在環(huán)境保護(hù)方面取得了很好的效果。利用人工采光和納米氧化鈦催化劑，能將工業(yè)廢液和污染地下水中的多氯聯(lián)苯類(lèi)分解為C02和水。迄今已知，納米TiO2能處理80多種有毒化合物，包括難以用生物降解法處理的紡織印染工業(yè)和照相工業(yè)的污染物、有毒溶劑、農(nóng)藥、木材防腐劑、染料及燃料油等。第九十一頁(yè)，共九十九頁(yè)，2022年，8月28日納米材料在催化領(lǐng)域中的研究進(jìn)展納米催化劑展望對(duì)納米催化劑的制備和應(yīng)用研究已經(jīng)引起了國(guó)內(nèi)外專(zhuān)家學(xué)者的極大關(guān)注