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催化剂的制备方法浸渍法概述

如图4-1所示,制备Pt – Al2O3催化 剂时,氯铂酸由于与Al2O3有强的吸附 作用,浸渍后Pt高度集中在颗粒外表 面;而二氨基二亚硝基铂由于几乎不 被Al2O3吸附,催化剂中Pt近于呈均匀 分布;
图4-1 不同浸渍液时Pt在Al2O3上的浓度分布
催化剂的制催备化剂方的制法备方—法—浸渍浸法概渍述 法
H2PtCl6/γ-Al2O3 均匀分布
H2PtCl6/活性炭 “蛋壳”型分布
“蛋壳”型分布
均匀分布
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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
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
浸渍法通常包括载体预处理、浸渍液配制、浸渍、除去过 量液体、干燥和焙烧、活化等过程;
浸渍法适用于制备稀有贵金属催化剂,活性组分含量较低 的催化剂,以及需要高机械强度的催化剂。
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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;
Egg-shell
Egg-white Egg-Yolk
Active phase/Support
Support
适用于反应受 适用于反应受质中有毒物, 且载体又能吸附该毒物
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控制活性组分 分布的办法
选择合适的载体 选择合适的溶质和溶剂 添加竞争吸附剂 改变浸渍条件
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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
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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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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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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
蛋壳型
蛋白型
蛋黄型
Uniform
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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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;
活性炭 硅藻土 浮石 活性白土 炭纤维
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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)
催化剂中活性组分含量(以氧化物计)
a VpC 100% 1VpC
载体比孔容,ml/g
浸渍液浓度(以氧化物计),g/ml
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4.1.1 金属盐类
当使用同种活性组分的不同类型金属盐类水溶液时,由于金属盐类中的 配合物与载体浸渍时所产生的配位基置换反应机理不同,所制备的催化剂中 活性组分的分布是不同的。
缺点
➢焙烧产生污染气体; ➢干 燥 过 程 会 导 致 活 性 组分迁移;
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二、浸渍法基本原理
➢ 固体孔隙与液体接触时,
Solution flow into pores
adsorption
由于表面张力的作用而
产生毛细管压力,使液
Adsorption/desorption + diffusion
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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
催化剂
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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):
催化剂的制备方法——浸渍法
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催化剂的制备方法浸渍法概述 催化剂的制备方法——浸渍法
Content
1
浸渍法概述
2
浸渍法基本原理
3
活性组分的不均匀分布
4
制备催化剂的影响因素
5
浸渍法主要工艺
6
浸渍法制备催化剂示例
催化剂的制催备化剂方的制法备方—法—浸渍浸法概渍述 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)
催化剂的制催备化剂方的制法备方—法—浸渍浸法概渍述 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。
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。
溶剂 水 丙酮
表4-1 溶剂对活性组分在载体上分布的影响
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