多相催化原理
——微乳液法制备催化剂
目录
微乳液法原理及方法
所制催化剂的应用困难与展望1
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微乳液简介
微乳液是两种相对不互溶的液体的热力学稳定、各向同性、透明或半透明的分散体系，就微观而言，它是由表面活性剂形成的界面膜所稳定的其中1种或2种液体的液滴所构成，其特点是使不相混溶的油和水两相在表面活性剂和助表面活性剂存在下，
可以形成均匀稳
定的混合物。

微乳液的组成包括表面活性剂、助表面活性剂(通常为醇类)、油(通常为碳氢化合物)和水(或电解质水溶液)。

根据油和水的比例及其微观结构，微乳液有3种基本结构类型：(1)正相(O/W)微乳液，(2)反相(W/O)微乳液，(3)双连续相微乳液
(1)正相(O/W)(2)反相(W/O)(3)双连续相
微乳液作为纳米反应器的原理
以微乳液法制备纳米粒子时，通常采用反相(W/O)微乳体系，其大小可控制在1~100nm之间,该“水滴”尺度小且彼此分离，这种微小的“水滴”可看作是“纳米反应器”或“微反应器”。

并通过增溶不同的反应物而使反应在“水滴”内进行，因而产物的粒径和形状都可调控，此外，当“水滴”内的粒子长到大小接近“水滴”的大小时，表面活性剂分子所形成的膜附着于粒子的表面，阻碍了粒子的聚结，从而提高了粒子稳定性，并阻止其进一步长大。

其中，增溶有反应物A、B 的微乳液，A中含有金属粒子前驱体(多为金属盐)，B中含有用来还原/沉淀金属粒子
H2O、NaHB、Na2CO3、水溶前驱体的还原剂/沉淀剂(NH
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液等)。

反应方法如：a，b。

a. b.
催化剂的制备过程
与传统的浸渍法相比，微乳液法所制备的催化剂具有活性组分粒径可控、尺寸分布较窄和均匀地分布在载体上
等优点。

纳米粒子
微乳液
加入载体破乳离心、干燥焙烧活化催化剂
催化加氢
烯烃+
H 2烷烃Ni 、Pt/Al 2O 3苯+
H 2环己烯Ru-Zn/SiO 2醛+ H 2 醇
Co/SiO 2
●催化加氢
●催化燃烧
(1) 低温催化燃烧
用微乳液法制得的Pt/Al
2O3、CeO2/Al2O3催化剂，其在
CO燃烧时，与传统的催化剂相比，具有较低的燃烧温度和较高的活性。

(2)高温催化燃烧
微乳法合成Pt/Al
2O3可应用于甲苯的燃烧中，能够使
温度降到150℃~160℃；CeO
2-BHA（六酸铝钡）在甲烷的
燃烧过程中，使其起燃温度在400℃左右，且甲烷具有更高的燃烧活性。

●催化加氢
●催化燃烧
●
碳氧化物加氢反应
CO + H 2CH 3OH
Pd/ZrO 2CO 2 + H 2
CH 4 + MeOH 、CO(少量）
CO + CH4、MeOH(少量）
●
催化加氢●
催化燃烧●
碳氧化物加氢反应●光催化反应
(1) 微乳液法制备球形纳米TiO 2/SiO 2复合氧化物，用于降解亚甲基蓝、品红等。

(2) 制备TiO 2/ZSM-5光催化剂，光降解废水中的K 2Cr 2O 7，与普通的TiO2
活性相比具有更高的活性。

微乳液法制备固体催化剂的应用
困难与展望
●微乳液法是作为一个有特定性能的微环境，实现了粒子尺
寸的可控性，选择适当的微乳体系、沉淀条件及后处理条件是微乳液法制备固体催化剂的关键。

●主要问题：多数研究集中在贵金属催化剂上，且产量较低
、成本高、分离困难、回收再利用存在一定难度，同时，该方法制备的粒子多为球形，难以得到不对称颗粒(如针状、盘状、椭球形等)。

在基础理论方面，缺乏系统的对微乳液的形成机理、微型反应器内的反应机理、反应动力学等问题的研究。

●如果能够与其他新型的技术（等离子体、超临界流体等）
联合起来，将会得到一些较好的活性催化剂。

●总之，微乳液法制备固体催化剂是一个既有理论研究意义
又有广阔应用前景，同时又充满挑战的新领域。