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催化剂常用制备方法


➢ pH值为某一特定值下,粒子带正负电荷相等,即不带电,或称带零点 电荷(ZPC),此状态称为等电点状态;
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催化剂的制备方法—Co—mpa浸ny L渍ogo法
❖ 氧化物的等电点可预测它对某种离子的吸附能力并大致估计浸渍液 的pH值范围。
4.1.3 浸渍液浓度
➢ 浓度过高,活性组分在孔内分布不均匀,易得到较粗的金属颗粒 且粒径分布不均匀;
➢ 浓度过低,一次浸渍达不到要求,必须多次浸渍,费时费力; ➢ 当要求负载量低于饱和吸附量,应采用稀浓度浸渍液浸渍,并延
长浸渍时间或使用竞争吸附剂,使吸附的活性组分均匀分布;
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活性炭 硅藻土
浮石 活性白土 炭纤维
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催化剂的制备方法—Co—mpa浸ny L渍ogo法
4.2.1 载体的选择与预处理
载体的选择因反应不同而异:
如,乙烯精制去除少量乙炔(加氢): Pd / -Al2O3
对等电点极小的酸性氧化物,可选用浸渍液pH>1及阳离子配合物作 活性组分的前体;
对等电点较大的酸性氧化物,可选用阴离子配合物溶液作浸渍液; Al2O3为两性氧化物,可选用pH<8和阴离子络合物溶液或pH>8和阳离
子络合物溶液作吸附剂;
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4.4 竞争吸附剂的影响
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催化剂
催化剂的制备方法—Co—mpa浸ny L渍ogo法
4.1 浸渍液性质的影响
浸渍液的配制
➢ 活性组分金属的易溶盐 —— 硝酸盐、铵盐、有机酸盐(乙酸盐等); ➢ 浸渍液浓度(取决于所要求的活性组分负载量):
催化剂中活性组分含量(以氧化物计)
a VpC 100% 1 VpC
载体比孔容,ml/g
4.2.2 载体的吸附性质
氧化物对金属络离子的吸附决定于以下参数: 氧化物的等电点 浸渍液的pH值 金属络离子的性质
氧化物载体在水溶液中其表面能极化带电,粒子所带 电荷性质决定于所在溶液的pH值,以S-OH代表粒子表面吸 附剂;
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4.3 载体预处理的影响
载体的预处理
焙烧 处理
水泡 处理
抽真空 处理
化学改性 处理
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氧化铝的焙烧
❖ 焙烧处理
通过微晶烧结,提高机械强度; 除去载体中易挥发组分形成稳定结构; 使载体获得一定的晶型、晶粒大小、孔
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催化剂的制备方法—Co—mpa浸ny L渍ogo法
4.1.2 浸渍液所用溶剂
浸渍液溶剂多采用去离子水,但当载体成分容易在水溶液中洗提出来时, 或者是要负载的活性组分难溶于水时,就需使用醇类或烃类等溶剂。
由于不同载体的亲疏水性不同,不同溶剂的极性也不同,所以当使用不同 类型的溶剂时,所制备的催化剂上活性组分的分布就不同。
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催化剂的制备方法—Co—mpa浸ny L渍ogo法
浸渍法
优点
➢载体形状尺寸已确定, 载体具有合适比表面、孔 径、强度、导热率; ➢活性组分利用率高、成 本低; ➢生产方法简单,生产能 力高;
未处理
0.216
51
20%HNO370oC 处理 2h
0.886
87
40%HNO370oC 处理 2h
1.621
125
10%HNO340oC 处理 2h
1.295
103
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催化剂的制备方法—Co—mpa浸ny L渍ogo法
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催化剂的制备方法—Co—mpa浸ny L渍ogo法
4.2 载体性质的影响
载体的一般要求:
➢ 机械强度高;
常用载体:
➢ 合适的颗粒形状与尺寸、适宜的表面积、 孔结构等;
氧化铝 硅胶
➢ 耐热性好;
分子筛
➢ 导热性能良好(针对强放/吸热反应); ➢ 足够的吸水性; ➢ 载体为惰性,与浸渍液不发生化学反应; ➢ 不含催化剂毒物和导致副反应发生的物质; ➢ 原料易得,制备简单,无污染;
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H+AB+OH-
- - --
-
++ ++
+
+
++
-
+ -
++ -
-
-
+
+ +
--
+ +
-+
+ -
+ --
+
-+
+
-
-+ ++
➢ 在酸性介质中,S-OH+H+A-↔S-OH2+ +A-,按双电层理论,粒子带正电
,其周围为带负电的反离子扩散层;
➢ 在碱性介质中,S-OH+B+OH-↔S-O-B++H2O,按双电层理论,粒子带负 电,其周围为带正电的反离子扩散层;
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三、活性组分的不均匀分布
活性组分分布类型的选择(取决于催化反应宏观动力学) :
均匀型 Uniform
蛋壳型 Egg-shell
蛋白型
蛋黄型
Egg-white Egg-Yolk
Active phase/Support
Support
适用于反应受 适用于反应受 动力学控制 外扩散控制
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四、制备催化剂的影响因素
载体 性质
竞争 吸附剂
浸渍液 性质
影响 因素
浸渍 条件
载体 预处理
浸渍后 热处理
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溶剂 水 丙酮
表4-1 溶剂对活性组分在载体上分布的影响
H2PtCl6/γ-Al2O3 均匀分布
“蛋壳”型分布
H2PtCl6/活性炭 “蛋壳”型分布
均匀分布
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adsorption
由于表面张力的作用而
产生毛细管压力,使液
Adsorption/desorption + diffusion
diffusion adsorption
体渗透到毛细管内部; ➢ 活性组分在孔内扩散及
Drying
evaporation
在载体表面吸附;
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对载体的要求: ➢ 低比表面积、大孔径
(使乙炔加氢产物乙烯尽快脱离催化剂表面)
➢ 无酸性(防止烯、炔的聚合反应,延长催化剂寿命)
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催化剂的制备方法—Co—mpa浸ny L渍ogo法
一、浸渍法概述
载体(如Al2O3)的沉淀 载体的成型
—— 广泛用于制备负载型催化剂
(尤其负载型金属催化剂)
载体的预处理
用活性组份溶液浸渍
干燥 焙烧分解
负载型金属催化剂
活化(还原)
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催化剂的制备方法—Co—mpa浸ny L渍ogo法
4.2.3 载体的孔结构
孔容 孔半径
比表面积
扩散 活性组分
催化剂
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催化剂的制备方法—Co—mpa浸ny L渍ogo法
1.什么是传统机械按键设计?
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催化剂的制备方法—Co—mpa浸ny L渍ogo法
浸渍法(impregnation)是将载体放进含有活性物质的液体 或气体中浸渍,活性物质逐渐吸附于载体的表面,当浸渍平 衡后,将剩下的液体除去,再进行干燥、焙烧、活化等即可 制得催化剂。
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