催化剂常用制备方法.pptxVIP

§3-1 催化材料分类一.金属、合金二.金属氧化物三.酸式催化剂四.金属盐类五.碱式催化剂六、金属硫化物七、纳米催化剂一.金属、合金功能：加氢、脱氢、氢解、（氧化）1.负载型⑴低负载型的催化剂负载量：0.3%~0.5%例如：Pt/Al2O3、Ru/SiO2、Pt-Re/ Al2O3 、Ni-Cu/ Al2O3一般均为贵重金属催化剂⑵高负载型的催化剂活性组分载入量：40％～70％例如：Ni/Al2O3、Co/Al2O32.多孔型(不需要载体)例如：Raney Ni、Co、Cu….形状类似海绵，用于油脂加氢3.整体型网型：Ag网、Pt网，用于氨氧化反应。4.合金⑴合金催化剂的重要性及其分类双金属合金催化剂的应用，在多相催化剂发展史上写过光辉的一页。例如： Pt-Re及Pt-Ir重整催化剂的应用，开创了无铅汽油的重要来源。 Pt-Rh及Pt-Rd废气燃烧所用催化剂，为防止空气污染立了大功。分类：Ⅰ ：第八族+第一副族 用于烃的氢解、加氢、 脱氢 例如:Ni-Cu，Pd-AuⅡ ：第一副族+第一副族 用于改善部分氧化反应 的选择性 例如:Ag-Au，Cu-AuⅢ ：第八族+第八族 用于增加催化剂活性的 稳定性 例如:Pt-Ir，Pt-Fe(2)合金催化剂的催化特征协同效应(Synergetic Effect)金属催化剂对反应的选择性，可通过合金加以调变。例如： 脱氢 得到 氢解 得到 CH4等低碳烃 加入Cu后 脱氢活性几乎不变 选择性升高 氢解活性降低合金也可促进稳定性例如：Pt-Ir比Pt催化剂的稳定性大为提高合金的类樱桃模型合金的微晶由其组成不同于体相的薄的表面层所包封。表面富集的是合金中升华热低(表面自由能低)的组分。例如：Ni-Cu，Cu在表面富集。二.金属氧化物功能：烃类的选择性氧化、脱氢、脱硫、脱水。烃类的选择性氧化是由烃类制取带有－OH、 － CHO、 － C=O、 － COOH、 － CN、环氧化合物等基团的有机化合物的重要手段。 作为烃类选择氧化催化剂，多为元素周期表中第Ⅳ，Ⅴ和Ⅵ周期的那些具有未充满d电子层的过渡元素。较好的是Ⅴ和Ⅵ族金属的氧化物，特别是由它们组成的复合氧化物。另外，还有原态不是氧化物，而是金属，但其表面吸附氧形成氧化层，如Ag对乙烯的氧化，对甲醇的氧化，Pt对氨的氧化等也属于该类。1.单一活性组分例如：Al2O3、Cr2O3、V2O5、ZnO 氧化物催化剂的种类例如：2.多组分的金属氧化物催化剂例如：SiO2-Al2O3 协同组分催化剂 B酸L酸⑵钙钛矿结构(O是非化学计量)3.复合氧化物例如：BaTiO3、CuCr2O4、Bi2MO6（M=W,Mo）⑴尖晶石结构常用作氧化和脱氢过程，结构式为AB2O4例如：丙烯氨氧化：NH3+C3H6+3/2O2→CH2=CHCN+3H2O三.酸式催化剂功能：催化裂化、异构化、歧化、烷基化、聚合、水合、水解等工业上应用的酸催化剂多数是固体酸，常见的有硅酸铝、氧化物、分子筛，金属盐类、酸性离子交换树脂等。近30年来，对于固体酸的催化剂的组成、结构、活性、选择性等与其表面酸中心的形成和酸性质的联系有了比较深入的了解，使得多相酸催化在理论和实践上获得了长足的进展。Br?nsted和Lewis酸碱的定义 凡是能给出质子或者接受电子对的物质称为酸(B酸或L酸) NH3十H3O＋＝NH4＋十H2O凡是能接受质子或者给出电子对的物质称为碱(B碱或L碱) BF3十：NH3 ? F3B：NH3固体酸中心类型 B酸中心和L酸中心两类 。为了阐明固体酸的催化作用，常常需要区分B酸中心还是L酸中心。研究NH3和吡啶等碱性物质在固体表面上吸附的红外光谱可以作出这种区分。 固体酸中心类型NH3在固体表面上吸附的红外光谱NH3吸附在L酸中心时，是用氮的孤对电子配位到L酸中心上，其红外光谱类似于金属离子同NH3的配位络合物，吸附峰在3300 cm-1及1640 cm-1 （ H-N-H变形振动谱带）处；NH3吸附在B酸中心上，接受质子形成NH4＋，吸收峰在3120 cm-1，及l450 cm-1处（H-N的变形振动谱带）。固体酸中心类型吡啶做探针的红外光谱法以吡啶做探针的红外光谱法，是广泛采用的方法。吡啶吸附在B酸中心上形成吡啶离子，其红外特征吸收峰之一在l 540 cm-1 处。吡啶吸附在L酸中心上形成配位络合物，特征吸收峰在1447—1460 cm -1处。应用原位红外技术可观察谱带完全消失所需的脱附温度，比较酸中心的相对强弱，半定量表征催化剂的酸量。 固体酸中心类型HZSM—5沸石上B酸、L酸与吡啶作用后的红外光谱 (b)：样品在773K处理后吸附吡啶，1540cm-1处为B