工业催化 催化剂制备.ppt

催化剂制备 第三章 催化剂制备 第一节 催化材料与催化剂的类别 一、催化材料的类别 一、催化材料的类别 一、催化材料的类别 二、催化剂的类型 第二节 单一活性组份和载体 制备步骤 一、金属盐溶液和碱 一、金属盐溶液和碱 水合氢氧化物沉淀过程的pH值（25?C） pH值与硅物种的存在形态 四、洗涤和过滤 五、干燥 五、干燥 五、干燥 六、煅烧（焙烧） 六、煅烧（焙烧） 六、煅烧（焙烧） 七、二元氧化物 七、二元氧化物 七、二元氧化物 第三节 活性组份的沉积 一、沉淀法 一、沉淀法 一、沉淀法 一、沉淀法 二、吸附法 二、吸附法 二、吸附法 二、吸附法 三、离子交换法 三、离子交换法 三、离子交换法 三、离子交换法 四、浸渍法 四、浸渍法 四、浸渍法 四、浸渍法 四、浸渍法 五、活化 五、活化 五、活化 五、活化 五、活化 五、活化 第四节 熔融与浸取 1、熔铁催化剂 1、熔铁催化剂 2、骨架催化剂 2、骨架催化剂 2、骨架催化剂 3、特殊类型的催化剂 第五节 催化剂成型 一、压片 二、挤条 二、挤条 三、成球 三、成球 三、成球 四、喷雾成型 第六节 催化剂工业制造 一、放大效应 二、连续的单元操作 催化剂制造中的单元操作 第三章 催化剂制备 3、竞争吸附法：使活性组分在颗粒内部吸附均匀 大颗粒载体，孔扩散效应显著 扩散速度慢，沉积速度快 催化活性组分离子沉积在外表面（外表面富集） 对反应速度控制的反应，如：催化重整 需要活性组份Pt在颗粒内部吸附均匀 方法：竞争吸附，引入强吸附离子 加入，盐酸、草酸、酒石酸或柠檬酸 第三章 催化剂制备 1、原理：与吸附法相近，活性组分金属离子与载体表面其它阳离子的离子交换 离子交换反应： 作用：脱去有害离子，如：Na+ 负载催化活性组分，如：Ni、Co、Pt、Pd 交换剂：盐酸、硝酸、硝酸铵溶液，H+交换Na+ Ni、Co的硝酸盐溶液，氯铂酸、氯钯酸 第三章 催化剂制备 2、分子筛上的离子交换 硅铝酸盐分子筛化学通式 金属阳离子：通常是碱金属，如：Na+ 需要进行离子交换成H+后,才具有酸性 交换剂：盐酸、硝酸、硝酸铵溶液 例子：NaY分子筛，1mol硝酸铵溶液离子交换 50?C，1小时/次，交换3次 交换量70％ 第三章 催化剂制备 例子：NaY分子筛，用H+、NH4+和La3+离子交换2次 第三章 催化剂制备 3、离子交换树脂上的离子交换 离子交换树脂： 交换基团－阳离子、阴离子 强酸性阳离子交换树脂，－SO3H 弱酸性阳离子交换树脂，－COOH 强碱性阴离子交换树脂，季胺基－R4N+Cl- 弱碱性阴离子交换树脂，伯胺基至叔胺基 阳离子交换树脂：Na+型变成H+型 5％盐酸处理 阴离子交换树脂：Cl-型变成OH-型 5％NaOH溶液处理 第三章 催化剂制备 1、浸渍：impregnation, 又称为“初步润湿” 用活性组份的溶液充分润湿载体，使金属盐溶液填入固体的孔中。 第三章 催化剂制备 浸渍液：可（水）溶性金属盐溶液 溶解度大 易分解 阴离子易脱除 硝酸盐、氯化物、醋酸盐、铵盐 浸渍法的优缺点： 优点：先成型，后浸渍，避免成型困难 载体选择性大、范围广 活性组份表面分布，分散度高，利用率高 缺点：煅烧时产生废气污染（NH3、NOx) 第三章 催化剂制备 2、浸渍方法： （1）过量浸渍法： （2）等体积浸渍法 （3）多次（分步）浸渍法： （4）浸渍沉淀法 将载体浸入过量的浸渍液中（浸渍液体积超过载体可吸收的液体体积），吸附平衡后，沥去过剩溶液。 将载体与他正好可吸附体积的浸渍液相混合。 注意：吸附体积因溶液而异，需要通过试验确定。 重复多次浸渍、干燥和煅烧。 用于：活性组份溶解度小；避免不同活性组分的竞争吸附、不溶解和浸渍液的回浸出作用。如：Co-Mo/Al2O3。 先浸渍，