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表 预沉淀剂和所利用的反应
生成的 阴离子 OH– PO43– 预沉淀剂 尿素 三甲基磷酸 反应 (NH2)2CO + 3H2O → 2NH4+ + CO2 + 2OH– (CH3)3PO4 + 3H2O → 3CH3OH + H3PO4
C2O42–
SO42– SO42– S2– S2– CO32– CrO42–
尿素或HC2O4–
二甲基硫酸 磺酰胺 硫代乙酰胺 硫脲 三氯乙酸盐 尿素与HCrO4–
2HC2O4– + (NH2)2CO + H2O → 2NH4+ + CO2 + 2 C2O42–
(CH3)2SO4 + 2H2O → 2CH3OH + 2H+ + SO42– NH2SO3H + H2O → NH4+ + H+ + SO42– CH3CSNH2 + H2O → CH3CONH2 + H2S (NH2)2CS + 4H2O → 2NH4+ + CO2 + 2OH– + H2S 2CCl3CO2– + H2O → 2CHCl3 + CO2 + CO32– 2HCrO4– + (NH2)2CO + H2O → 2NH4+ + CO2 + 2 CrO42–
沉淀作用给予催化剂基本的催化剂属性，沉淀物实际
上是催化剂或载体的前驱物，对所制得的催化剂的活 性、寿命和强度有很大影响。
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在沉淀过程中采用什么沉淀反应，选择什么样 的沉淀剂，是沉淀工艺首先要考虑的问题。 同一催化剂可以从不同的原料开始制造，如镍， 可以制成Ni(OH)2沉淀或NiCO3沉淀；

影响反应的催化活性，彰响催化剂的使用寿命， 更重要的是影响反应动力学和流休力学的行为。

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催化剂制备方法
对于负载创催化剂来说，载体的选择对机械强度 影响很大，成型的方法及使用的设备也直接影响到催 化剂的机械强度。

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图 不同方法制备的辛烯醛加氢催化剂的性能
第五章 工业催化剂的制备与使用
§5.0 引言
一、工业催化剂的要求
⑴ 活性高
⑵ 选择性好
⑶ 在使用条件下稳定
⑷ 具有良好的热稳定性、机械稳定性和杭毒性能 ⑸ 价格低廉
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二、工业催化剂活性
化学组成 物理性质
催化剂形状、颗粒大小、物相、相对密度、比表 面积、孔结构和机械强度等。
50
44.0 47.3 8.7 227 0.495 43.6
60
35.1 45.6 19.3 265 0.667 50.4
70
30.1 50.4 19.5 253 0.777 61.5
80
27.6 51.0 21.4 257 0.766 60.5
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表 老化时间对氧化铝性质的影响（氨水中和硫酸铝）
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⑵ 通过控制焙烧温度，使基体物料向一定晶型或固溶 体转变。
⑶ 在一定的气氛和温度条件下，通过再结晶与烧结过
程，控制微晶粒的数目与晶粒大小，从而控制催化剂 的孔径和比表面等，控制其初活性，还可以提高机械 强度。
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催化剂干燥焙烧设备 常见的有箱式干燥器、回转焙烧炉、履带式干燥 器、薄膜干燥器、扒式干燥器、喷雾干燥器等。
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图 箱式焙烧炉构造示意图 1-炉壳；2-工作室；3-电热元件；4-炉底板；5-炉门；6手摇链轮；7-重锤筒；8-行程开关；9-热电偶孔
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二、沉淀物的老化
沉淀反应终了后，将沉淀物与溶液在一定条件下 接触一段时间，（在这段时间内发生一些不可逆变 化），称为沉淀物的老化。 老化阶段的变化（或作用）：
⑴ 颗粒长大
⑵ 晶型完善及晶型转化
⑶ 凝胶的脱水收缩
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三、沉淀物的过滤、洗涤、干燥、焙烧
同一种离子可以以正离子状态存在，也可以以 负离子状态存在，如Cr3+与CrO4–。
原料形态的选择应根据生产过程特点加以选择。
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选择沉淀剂应满足下列技术和经济要求
⑴ 生产中常用的沉淀剂有：
碱类（NH3· 2O、 NaOH、KOH）； H 碳酸盐（Na2CO3、(NH4)2CO3、CO2）； 有机酸（乙酸、草酸）等。 其中最常用的是NH3· 2O和(NH4)2CO3。 H
1. 过滤与洗涤
一般地说，杂质的存在形式可能为： ① 机械地掺杂于沉淀中；
② 粘着于沉淀的表面；
③ 吸附于沉淀的表面； ④ 包藏于沉淀内部； ⑤ 成为沉淀中的化学组成之一。
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各种杂质的清除难易程度随上述顺序越来越难，前
三种可用洗涤方法除去，后两种不能洗涤除去。
混合法 熔融法
沥滤法 热分解法
合成氨的铁催化剂的制备
雷尼镍催化剂的制备
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§5.1 沉淀法制备工业催化剂
一、沉淀法
沉淀法是制备固体催化剂最常用的方法之一，广 泛用于制备高含量非贵金属、金属氧化物、金属盐催 化剂和载体。
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1. 沉淀过程和沉淀剂的选择
用浸渍法制备催化剂时首先要考虑的问题。
关载体的选择要从物理因素和化学因素两方面考虑。
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载体的种类繁多、作用各异。 常用的载体有：硅胶、氧化铝、分子筛、活性炭、
硅藻土、碳纤维、碳酸钙等。
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图 载体表面积对Ni表面积及晶粒大小的影响
⑵ 沉淀剂的溶解度要大，形成的沉淀物溶解度要小。
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⑶ 形成的沉淀物必须便于过滤和洗涤。 ⑷ 沉淀剂必须无毒，不应造成环境污染。
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2. 沉淀条件的选择
⑴ 浓度
⑵ 温度
⑶ pH值
⑷ 加料顺序
⑸ 搅拌
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•逆加法——把金属盐溶液加到沉淀剂中称为逆加法。
•并加法——把金属盐溶液和沉淀剂同时按比例加到
• 中和沉淀槽中。
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搅拌加强溶液的湍动，减小扩散层厚度δ、加大 扩散系数D。 搅拌有利于晶粒长大，同时促进晶核的生成，但 对后者的影响微弱。 随着搅拌速度的提高，开始时急剧增加； 当达到一极值后，再继续提高搅拌速度时，晶粒 长大速度就基本不变。
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图 催化剂性能与组成、结构及制备方法之间的关系
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图 催化剂的机械强度的影响因素
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表 常用的固体催化剂制造方法 制造方法 沉淀法 浸渍法 举例 水合氧化物，如氢氧化铁等的制备 贵金属负载到金属氧化物载体Al2O3或SiO2 等载体上 氧化铁-氧化铬CO变换催化剂的制备
图 回转式焙烧炉构造示意图 1-双排套筒滚珠链；2-链轮；3-减速箱；4-滑差电机；5-进料箱；6-端面 密封；7-大齿轮；8-转筒；9-挡轮部件；10-滚圈；11-炉壳；12-砌体； 13-上鞍座；14-平滚圈；15-下鞍座；16-托轮部件；17-出料箱
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3. 焙烧
焙烧是使催化剂具有活性的重要步骤，在焙烧 过程中既发生化学变化也发生物理变化。 焙烧有三个作用： ⑴ 除去化学结合水和挥发性物质（CO2、NO2、NH3 等），使之转化成所需的化学成分和化学形态。气 体逸出后在催化剂中留下空隙，使内表面增加。
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表 银催化剂及其载体的比表面积对照 载体比表面/m2·–1 g 170 120 80 10 催化剂比表面/m2·–1 g 100 73 39 6
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2. 浸渍液的配制 通常用活性组分金属的易溶盐配成溶液，所用的 活性组分化合物应该是易溶于水（或其它溶剂）的， 且在煅烧时能分解成所需的活性组分，或在还原后变 成金属活性组分；
浸渍法方法：
① 过量溶液浸渍法
② 等体积溶液浸渍法
③ 多步浸渍法。
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一、载体的选择和浸渍液的配制
1. 载体的选择
浸渍催化剂的物理性能在很大程度上取决于载体的
物理性质，载体甚至还影响到催化剂的化学活性。
正确地选择载体和对载体进行必要的预处理，是采

同时还必须使无用组分，特别是对催化剂有毒的 物质在热分解或还原过程中挥发除去。

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