工业催化剂的制造方法
浸渍方法
多次浸渍法 重复进行多次的浸渍、干燥和焙烧以
制得活性物质含量较高的催化剂的方法。 如:Ni系蒸汽转化催化剂制备
浸渍方法
浸渍沉淀法 先浸渍后沉淀的制备方法。载体吸附
浸渍液达饱和后,再加入NaOH溶液等, 使金属氧化物转化为氢氧化物而沉淀于 载体的内孔和表面。 该法主要用于制备贵金属浸渍型催化剂, 如Pt、Pd、Au等,采用其氯化物浸渍, NaOH沉淀。 如:5%Pd/C催化剂制备
沉淀法分类
2.共沉淀法(多组份共沉淀法) 将催化剂所需的两个或两个以上组份同
时沉淀的一种方法。 如:低压合成甲醇用催化剂CuO-ZnO-
Al2O3的制备 给定比例的Cu(NO3)2、Zn(NO3)2、 Al(NO3)3、混合盐溶液与Na2CO3并流加 入沉淀槽。
沉淀法分类
3.均匀沉淀法 先使待沉淀金属盐溶液与沉淀剂母体充分混合,
4.浸渍沉淀法 盐溶液浸渍操作完成后,再加沉淀剂,
而使待沉淀组份沉积在载体上。
沉淀法分类
5.导晶沉淀法 借助晶化导向剂(晶种)引导非晶型沉淀 转化为晶型沉淀的方法。
如:Y型、X型分子筛的合成,加入乙醇 胺作导向剂。
沉淀法分类
6.超均匀共沉淀法
将沉淀操作分成两步进行,先制成盐溶液的悬 浮层,并将这些悬浮层立即瞬间混合成为超饱和 的均匀溶液;然后由超饱和的均匀溶液得到超均 匀的沉淀物。
第二章 工业催化剂的制造方法
§2-1 沉淀法 §2-2 浸渍法 §2-3 混合法 §2-4 热熔融法 §2-5 离子交换法 §2-6 催化剂的成型 §2-7 典型工业催化剂制法实例选 §2-8 固体催化剂制备方法的新进展
§2-1 沉淀法
一、沉淀法制备原理
借助于沉淀反应,用沉淀剂(碱类 物质)将可溶性的催化剂组分(金属盐 类水溶液)转化为难溶化合物,再经分 离、洗涤、干燥、焙烧、成型等工序制 得成品催化剂。
与晶粒之间进一步粘结,c、使结构稳定。
洗涤:用洗涤液除去固态物料中的杂质的操作。
操作方法:倾泻法和过滤法
沉淀操作技术要点
干燥、焙烧和活化
干燥:用加热的方法脱除已洗净湿沉淀中 的洗涤液。
焙烧:为继干燥之后的又一热处理过程。 活化:把钝态催化剂经过一定方法处理后
变为活泼催化剂的过程。
沉淀操作技术要点
浸渍法生产流程
活性组分
载体 浸渍 干燥 焙烧 活化
活性组分
负载型金属催化剂
浸渍方法
过量浸渍法 将载体浸入过量的浸渍溶液中,待吸附 平衡后,沥去过剩溶液,干燥、活化后 得催化剂成品。 如:Pt/Al2O3(催化重整催化剂)的制 备
浸渍方法
等体积浸渍法 将载体与它正好可吸附体积的浸渍溶
液相混合,待吸附平衡后,直接干燥、 活化后得催化剂成品。 如:醋酸锌/活性炭制备
焙烧目的
①通过物料的热分解,除去化学结合 水和挥发性杂质(如CO2、NO2、NH3), 使之转化为所需要的化学成份。
②借助于固态反应、互溶、再结晶, 获得一定的晶型、微粒粒度、孔径和比 表面积等。
③让微晶适度烧结,提高产品的机械 强度。
隧道窑
沉淀法催化剂制备实例
银催化剂(乙烯氧化制环氧乙烷)
造成一个均匀的体系,然后调节温度和时间,逐渐 提高pH值,或者在体系中逐渐生成沉淀剂的方式, 创造形成沉淀的条件,使沉淀缓慢进行,以制得颗 粒十分均匀而且比较纯净的沉淀物。
如:Al(OH)3沉淀制备 采用铝盐溶液中加入尿素,混合均匀,加热升温,
尿素水解释放OH-,与铝盐反应生成Al(OH)3沉淀。
沉淀法分类
硝酸银 NaOH
沉淀
H2O2
Al2O3
还原 洗涤过滤 成型 Ag-Cat
沉淀法催化剂制备实例
活性氧化铝
沉淀法催化剂制备实例
NaY分子筛
§2-2 浸渍法
浸渍原理 将载体放进含有活性物质(或连同
助催化剂)的液体(或气体)中浸渍, 当浸渍平衡后,将剩余的液体除去,再 进行干燥、焙烧、活化等处理得到催化 剂。
沉淀法生产流程
原料
沉淀剂
混合
沉淀
陈化
过滤洗涤
干燥 成型 活化
催化剂成品
沉淀法适用范围
制备高含量的非贵金属、金属氧化 物、金属盐催化剂或催化剂载体
沉淀法分类
1.单组份沉淀法 沉淀剂与一种待沉淀溶液作用以制备单
一组分沉淀物。 如:Al2O3制备
采用碱法制备,用HNO3作沉淀剂,从 NaAlO2中沉淀出Al2O3·nH2O,再经过后 续处理制得Al2O3。
浸渍方法
流化喷洒浸渍法 浸渍溶液直接喷洒到反应器中处于流
化状态的载体上,完成浸渍后,进行干 燥和焙烧。
该法只适用于流化床反应器所使用的 细粉状催化剂。 蒸汽相浸渍法 借助于浸渍化合物的挥发性,以蒸汽的 形态将其附载到载体上。
沉淀形成的影响因素
浓度 温度 pH值 加料方式和搅拌速度
沉淀操作技术要点
沉淀形成的影响因素
浓度
生成
过饱和度β=C-C*/C* C↑ β↑V生成.>V长大 晶粒细小,Sg大
长大
C↓ β ↓ V生成.<V长大 晶粒大,Sg小
沉淀操作技术要点
沉淀形成的影响因素
温度
低温 小粒子 高温 大粒子
最大生成 温度远低 于最大长 大温度
沉淀操作技术要点
沉淀形成的影响因素
PH值 影响沉淀物生长和晶型
形成氢氧化物所需PH值
沉淀操作技术要点
沉淀形成的影响因素
正加法
并加
沉淀剂 正加
反加
金属盐溶液
沉淀操作技术要点
沉淀的陈化和洗涤
沉淀的陈化(或熟化、老化)指在沉淀形
成之后发生的一切不可逆变化。 操作方法:将沉淀物与母液一起放置一段时间。 陈化作用:a、使小的晶粒进一步长大,b、晶粒
如:硅酸镍催化剂制备
先将硅酸钠溶液(密度1.3)放到混合器底部, 然后将20%的硝酸钠溶液(密度1.2)放在上面, 最后,将含硝酸镍和硝酸(密度1.1)慢慢倒在 前两种液层之上,之后立即开动搅拌器,使之成 为超饱和溶液,放置数分钟至几小时,最终可形 成均匀的水凝胶择 金属盐类选择原则: 一般首选硝酸盐。 其次:硫酸盐、有机酸盐、金属复盐
沉淀操作技术要点
原料的选择 沉淀剂选择原则:
①尽可能使用易分解并且易挥发成分的沉淀剂。 ②形成的沉淀物必须便于过滤和洗涤。 ③沉淀剂的溶解度要大 ④沉淀物的溶解度应很小。 ⑤沉淀剂必须无毒,不应造成环境污染沉淀剂 : 常(用N的H沉4)淀2C剂O是3等:铵N盐H3。、。NaOH NH4OH、
沉淀操作技术要点