催化剂制备原理3.pptVIP

超均匀沉淀法缓冲溶液：即用缓冲剂将两种反应物暂时隔开，快速混合，瞬间使体系形成均匀过饱和溶液，使沉淀颗粒组分分布均匀，大小一致。如：Ni-SiO2制备（苯选择加氢催化剂）底部（硅酸钠，密度1.3kg/m3）中层（20%硝酸钠,密度1.2kg/m3）上层（酸化硝酸镍,密度1.1kg/m3）关键：瞬间混合—快速搅拌（防止形成结构或组成不均匀的沉淀）Na2SiO3溶液?=1.3NaNO3溶液?=1.2Ni(NO3)2+HNO3溶液?=1.1导晶沉淀法配位（共）沉淀法借助晶化导向剂（晶种）引导非晶型沉淀转化为晶型沉淀的快速有效方法—预加少量晶种引导结晶快速完整形成例：制备高硅钠型分子筛（丝光沸石、X型、Y型分子筛）先在金属盐溶液中加入配位剂，形成金属配位物溶液，然后与沉淀剂一起并流到沉淀槽中进行沉淀。由于配位剂的加入，控制金属离子的浓度，使得沉淀物的粒径分布均匀导向剂沉淀的后处理过程老化过滤洗涤干燥焙烧成型活化沉淀的老化沉淀反应结束，沉淀物与溶液在一定的条件下接触一段时间，称为沉淀的老化。形成颗粒较为均一的晶体；相应的孔隙结构和表面积也发生相应的变化因素：老化时间、温度、pH值过滤与洗涤悬浮液的过滤可使沉淀物与水分开，同时除去NO3-、SO42-、Cl-及K+、Na+、NH4+等离子，酸根与沉淀剂中的K+、Na+、NH４+离子生成盐类都溶解于水，在过滤时随水大部分除去。洗涤沉淀的方法，是从沉淀中除去母液后把剩余的滤饼放于大容器内，加水强烈地搅拌，使分散的沉淀悬浮于水中，然后进行过滤，如此反复数次，直至杂质含量达到要求为止。干燥经过滤洗涤后的沉淀物还含有相当一部分水份，有润湿水份、毛细管水分和化学结合水份。干燥是固体物料的脱水过程，通常在60－200℃下的空气中进行，一般对化学结构没有影响，但对催化剂的物理结构特别是孔结构的形成及机械强度会产生影响。焙烧焙烧有三个作用：①通过物料的热分解，除去化学结合水和挥发性物质(CO2、NO、NH3等),使之转化为所需的化学成份和形态。如：异丁烷脱氢催化剂，基体物料含Al2O3·nH2O、CrO3、KNO3，它们在空气中于550℃焙烧。②借助固态反应，互溶合、再结晶获得一定的晶形、微晶粒度、孔径和比表面。③对于成型后再焙烧的催化剂，焙烧的第三个作用是使微晶适当烧结，以提高催化剂机械强度。成型催化剂的几何形状和颗粒大小是根据工业过程的需要而定的，要根据催化反应工艺过程的实际情况，正确的选择催化剂的外形及成型方法。成型用的胶粘剂和润滑剂基本胶粘剂薄膜胶粘剂化学胶粘剂沥青水Ca(OH)2水泥水玻璃Ca(OH)2＋糖蜜棕榈蜡合成树脂，动物胶MgO＋MgCl2石蜡硝酸、醋酸、柠檬酸水玻璃＋CaCl2粘土淀粉水玻璃＋CO2干淀粉皂土铝溶胶树脂糊精硅溶胶聚乙烯醇糖蜜液体润滑剂固体润滑剂水滑石粉润滑油石墨甘油硬脂酸可溶相油和水硬脂酸镁或其他硬脂酸盐硅树脂二硫化钼聚丙烯酰胺石蜡常用成型润滑剂还原焙烧后以高价氧化物形式存在的某些催化剂，尚未具备催化活性，必须用氢气或其它还原性气体还原处理，变成金属或低价氧化物活泼态。影响还原的因素有：还原温度、气氛、还原气体的空速与压力以及催化剂的组成与粒度等。小结：晶形沉淀形成条件：沉淀应在稀溶液中进行沉淀剂应在搅拌下均匀缓慢加入较热溶液中进行老化非晶形沉淀形成条件：沉淀应在较浓溶液中进行沉淀剂应在搅拌下迅速加入沉淀后，加入较大量热水稀释（减少杂质），立即过滤旋转填充床（RotatingPackedBed）RPB的传质单元高度可降低1~2个数量级，体积传质系数可提高1~3个数量级，体积要小1~2个数量级，单位设备体积的生产强度能提高1~2个数量级tm在0.4～0.04ms之间或更小（视操作条件而定）成核过程在微观均匀的环境下进行，成核过程可控，粒度分布窄化。传统搅拌槽式反应器：成核特征时间tn（即成核诱导期）约为1ms级微观混合均化特征时间tm＝5～50ms，可见tmtn。制备纳米颗粒过程中易出现粒度分布不均和批次重现性差旋转填充床反应器：气-液、液-液、液-固两相被巨