催化劑制備原理-浸漬法課件

催化劑制備的單元操作-浸漬法把載體浸漬（浸泡）在含有活性組分（和助催化劑）的化合物溶液中，經(jīng)過一段時間后除去剩余的液體，再經(jīng)干燥、焙燒和活化（還原或硫化）后即得催化劑——廣泛用于制備負(fù)載型催化劑（尤其負(fù)載型金屬催化劑）載體（如Al2O3）的沉淀洗滌、干燥載體的成型用活性組份溶液浸漬干燥焙燒分解活化（還原）負(fù)載型金屬催化劑催化劑制備的單元操作-浸漬法把載體浸漬（浸泡）在含有活性組分1優(yōu)點(diǎn)：負(fù)載組分主要分布在載體表面，用量少，利用率高（對于貴金屬催化劑尤其重要）市場上有各種載體供應(yīng)，可以用已成型的載體，省去催化劑成型步驟，而且載體種類很多、物理結(jié)構(gòu)清楚，可根據(jù)需要選擇合適的載體優(yōu)點(diǎn)：負(fù)載組分主要分布在載體表面，用量少，利用率高（對于2載體的選擇與預(yù)處理對載體的一般要求：機(jī)械強(qiáng)度高載體為惰性，與浸漬液不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)合適的顆粒形狀與尺寸，適宜的表面積、孔結(jié)構(gòu)等足夠的吸水性耐熱性好不含催化劑毒物和導(dǎo)致副反應(yīng)發(fā)生的物質(zhì)原料易得，制備簡單，無污染常用載體：氧化鋁、硅膠、分子篩、活性炭、硅藻土、浮石、活性白土、炭纖維、整體載體等載體的選擇與預(yù)處理對載體的一般要求：機(jī)械強(qiáng)度高常用載體：3載體的選擇因反應(yīng)不同而異：如，乙烯精制去除少量乙炔（加氫）：Pd/-Al2O3對載體的要求：低比表面積、大孔徑（使乙炔加氫產(chǎn)物乙烯盡快脫離催化劑表面）無酸性（防止烯、炔的聚合反應(yīng)，延長催化劑壽命）載體的預(yù)處理：焙燒酸化鈍化擴(kuò)孔氧化鋁的焙燒載體的選擇因反應(yīng)不同而異：如，乙烯精制去除少量乙炔（加氫）：4浸漬液的配置活性組分金屬的易溶鹽——硝酸鹽、銨鹽、有機(jī)酸鹽（乙酸鹽、乳酸鹽）浸漬液濃度：催化劑中活性組分含量（以氧化物計(jì)）載體比孔容，ml/g浸漬液濃度（以氧化物計(jì)），g/ml濃度過高，活性組分在孔內(nèi)分布不均勻，易得到較粗的金屬顆粒且粒徑分布不均勻濃度過低，一次浸漬達(dá)不到要求，必須多次浸漬，費(fèi)時費(fèi)力浸漬液的配置活性組分金屬的易溶鹽——硝酸鹽、銨鹽、有機(jī)酸5浸漬過程固體孔隙與液體接觸時，由于表面張力的作用而產(chǎn)生毛細(xì)管壓力，使液體滲透到毛細(xì)管內(nèi)部活性組分在載體表面的吸附Critical,tendencytowards"egg-shell"catalyst浸漬過程固體孔隙與液體接觸時，由于表面張力的作用而產(chǎn)生毛細(xì)管6Uniform Egg-shell Egg-white Egg-Yolka b cdActivephase/SupportSupportActivePhaseDistributionsUniform Egg-shell 7InfluenceofCoadsorbingIons－競爭吸附法abcIncreasingcitricacidconcentrationPt/Al2O3Al2O3Impregnationof-AluminawithPt(fromH2PtCl6)InfluenceofCoadsorbingIons8浸漬法分類過量浸漬法：將載體浸漬在過量溶液中，溶液體積大于載體可吸附的液體體積，一段時間后除去過剩的液體，干燥、焙燒、活化等體積浸漬法：預(yù)先測定載體吸入溶液的能力，然后加入正好使載體完全浸漬所需的溶液量（實(shí)際采用噴霧法——把配好的溶液噴灑在不斷翻動的載體上，達(dá)到浸漬的目的）多次浸漬法：將浸漬、干燥和焙燒反復(fù)進(jìn)行多次使用場合：浸漬化合物溶解度小，一次浸漬達(dá)不到足夠大的負(fù)載量多組分浸漬時，競爭吸附嚴(yán)重影響各組分在載體表面上的分布多組分浸漬時，各組分的可溶性化合物不能共存于同一溶液中（分步浸漬）浸漬法分類使用場合：9Wetimpregnation：Dryimpregnation：BucketconveyorDripchuteBucketDrivewheelBucketfilterTipperTodryingImpregnatingsolutionImpregnatingbasinImpregnatingsolutionSprayheaderSupporttobeimpregnatedRotatingdruma.b.Wetimpregnation：Dryimpregnat10浸漬法分類浸漬沉淀法：使載體先浸漬在含有活性組分的溶液中一段時間后，再加入沉淀劑進(jìn)行沉淀蒸氣浸漬法：借助浸漬化合物的揮發(fā)性，以蒸氣相的形式將其負(fù)載于載體上使用場合：制備貴金屬催化劑（除去氯離子）——貴金屬浸漬液多采用氯化物的鹽酸溶液（氯鉑酸、氯鈀酸、氯銥酸、氯金酸），載體在浸漬液中吸附飽和后，加入NaOH溶液中和鹽酸，并使金屬氯化物轉(zhuǎn)化為金屬氫氧化物沉淀在載體的內(nèi)孔和表面上例：制備正丁烷異構(gòu)化催化劑AlCl3/鐵礬土——在反應(yīng)器中裝入鐵礬土載體，然后以熱的正丁烷氣流將活性AlCl3組分汽化，并帶入反應(yīng)器，使之浸漬在載體上。當(dāng)負(fù)載量足夠時，便可切斷氣流中的AlCl3，通人正丁烷進(jìn)行異構(gòu)化反應(yīng)浸漬法分類使用場合：制備貴金屬催化劑（除去氯離子）例：制備正11浸漬影響因素浸漬時間IncreasingimpregnationtimePt/Al2O3Al2O3Impregnationof-AluminawithPt(fromH2PtCl6)Impregnationof-AluminawithNi(from1.0MNi(NO3)2)浸漬影響因素Increasingimpregnation12浸漬影響因素浸漬液濃度Impregnationof-AluminawithNi(fromNi(NO3)2)，浸漬時間0.5h低濃度浸漬溶液和較長浸漬時間有利于活性組分在載體孔內(nèi)均勻分布浸漬影響因素Impregnation