Drying
evaporation
在载体表面吸附；
催化剂的制备方法——浸渍法
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 Egg-white 蛋黄型 Egg-Yolk
Active phase/Support
冷却、浸渍活性组分前驱体溶液（70%）
干燥、500℃焙烧 冷却、浸渍活性组分前驱体溶液（30%） 干燥、480℃焙烧 高温活化还原、钝化
还原态Ni基 加氢催化剂
催化剂的制备方法——浸渍法
六、浸渍法制备催化剂示例
粉料的捏合
实验室
催化剂的制备方法——浸渍法
六、浸渍法制备催化剂示例
挤条成型
实验室 工业生产
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。
表4-1 溶剂对活性组分在载体上分布的影响
溶剂
水 丙酮
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
催化剂的制备方法——浸渍法
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；
催化剂的制备方法——浸渍法
载体的抽真空处理
提高载体的吸附容量，保证金属负载量
载体的化学改性处理
例如活性炭载体表面经不同氧化处理后，可产生大量具有 亲水性的基团，提高了对活性组分的锚定作用，使其分散 度提高
预处理条件 未处理 20％HNO370oC 处理 2h 40％HNO370oC 处理 2h 10％HNO340oC 处理 2h 表面酸量 (mmol/g 活性炭) 0.216 0.886 1.621 1.295 活性表面 (m2/g Pd-Pt) 51 87 125 103
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
Content
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浸渍法概述
浸渍法基本原理
活性组分的不均匀分布
制备催化剂的影响因素 浸渍法主要工艺 浸渍法制备催化剂示例
催化剂的制备方法——浸渍法
一、浸渍法概述
载体（如Al2O3）的沉淀 载体的成型 载体的预处理 用活性组份溶液浸渍 干燥 焙烧分解 活化（还原） 负载型金属催化剂
干燥过程会导致活性
组分迁移；
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
diffusion adsorption
体渗透到毛细管内部； 活性组分在孔内扩散及
催化剂的制备方法——浸渍法
六、浸渍法制备催化剂示例
干燥
实验室 工业生产
催化剂的制备方法——浸渍法
六、浸渍法制备催化剂示例
焙烧
实验室
工业生产
催化剂的制备方法——浸渍法
六、浸渍法制备催化剂示例
整形
实验室 工业生产
催化剂的制备方法——浸渍法
六、浸渍法制备催化剂示例
浸渍液配制
实验室 工业生产
催化剂的制备方法——浸渍法
4.4.1 竞争吸附典型例子
竞争吸附的典型例子:γ-Al2O3用氯铂酸溶液浸渍 固体 溶 液 溶 液 固体 溶 液 固体
(a)浸渍前
(b) 浸渍后
(c)竞争吸附剂浸渍后
未吸附点
铂的吸附点
竞争剂吸附点
催化剂的制备方法——浸渍法
4.5 浸渍条件的影响
浸渍条件的影响
浸渍时间
浸渍液 浓度
干燥、480℃焙烧
冷却、浸渍活性组分前驱体溶液 120oC 干燥 430oC活化焙烧分解 器外预硫化
氧化态 馏分油加氢催化剂
硫化态 馏分油加氢催化剂
催化剂的制备方法——浸渍法
六、浸渍法制备催化剂示例
Ni基加氢催化剂制备-重整抽余油加氢催化剂制备
干胶+粘结剂+助剂剂
成型（1.2~1.5）*（2~8） 干燥、550℃焙烧
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。
催化剂的制备方法——浸渍法
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；
催化剂的制备方法——浸渍法
缺点
焙烧产生污染气体；
催化剂的制备方法——浸渍法
4.2 载体性质的影响
载体的一般要求：


机械强度高；
合适的颗粒形状与尺寸、适宜的表面积、 孔结构等；
常用载体： 氧化铝 硅胶 分子筛 活性炭 硅藻土 浮石 活性白土 炭纤维

耐热性好； 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；
影响 因素
浸渍 条件
载体 预处理 浸渍后 热处理 催化剂
催化剂的制备方法——浸渍法
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 1 VpC
100%
催化剂的制备方法——浸渍法
4.5.2 浸渍液浓度
浸渍液浓度
当催化剂要求活性组分含量较高时，需要高浓度浸渍液进行浸渍。 因为受化合物溶解度的限制，需要加热把金属盐类溶解，且高浓度浸渍
液中活性组分不易浸透粒状载体的微孔，故所制备的催化剂中载体颗粒
内外金属负载量不均匀，载体微孔将被阻塞，金属晶粒的粒径粒径较大 且分布较宽。
催化剂的制备方法——浸渍法
4.4 竞吸附剂的影响
在浸渍液中除了活性组分以外，有时还加入适量的第二组
分，载体在吸附活性组分的同时也吸附第二组分，所加入的 第二组分就称为竞争吸附剂，这种作用称为竞争吸附作用； 适量加入竞争吸附剂可使活性组分达到均匀地分布； 常用竞争吸附剂有柠檬酸、酒石酸、盐酸、草酸、乳酸、 三氯乙酸等。
化学改性 处理
催化剂的制备方法——浸渍法
焙烧处理
氧化铝的焙烧
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
结构及比表面积；
水泡处理
浸渍过程通常产生大量的吸附热，使浸渍液温度升高，有的浸渍液
pH值低，由于酸的作用会给催化剂结构和强度带来不利影响采用水 泡处理可以减少吸附热的影响
4.6 浸渍后热处理的影响
干燥方式-常规干燥，真空干燥，微波干燥等 干燥过程中活性组分的迁移（导致分布不均匀）
evaporation diffusion adsorption
diffusion
Tendency towards "egg-shell" catalyst
解决措施：
快速干燥 冷冻干燥
Static drying Drying at low flow rate Freeze drying
催化剂的制备方法——浸渍法
五、浸渍法主要工艺
过量浸渍：将载体浸渍在过量溶液
中，溶液体积大于载体可吸附的液体
体积，一段时间后除去过剩的液体，
干燥、焙烧、活化；
等体积浸渍：预先测定载体吸入
溶液的能力，然后加入正好使载体 完全浸渍所需的溶液量；
催化剂的制备方法——浸渍法
蒸气浸渍法：借助浸渍化合物的挥发性，以蒸气 相的形式将其负载于载体上；
例：制备正丁烷异构化催化剂AlCl3/铁矾土 在反应器中装入铁矾土载体，然后以热的正丁烷气流将 活性 AlCl3组分汽化，并带入反应器，使之浸渍在载体上。当 负载量足够时，便可切断气流中的 AlCl3，通入正丁烷进行异 构化反应。
催化剂的制备方法——浸渍法
流化床浸渍法：将预先配制好的浸 渍液直接喷洒到流化床中处于流化 状态的载体上；
优点：流程简单、操作方便、周期
短、劳动条件较好等； 缺点：催化剂成品收率较低、易结 块、不均匀等；
催化剂的制备方法——浸渍法
六、浸渍法制备催化剂示例
馏分油加氢催化剂制备
干胶+粘结剂+助剂剂 成型（1.2~1.5）*（2~8）
催化剂的制备方法——浸渍法
4.5.3 浸渍液pH值及温度
浸渍液的pH值主要包括两方面的作用：
一，对保证浸渍液不会产生沉淀或结晶有着重要的作用；
二，对载体的吸附性能有较大影响；
由于吸附是放热反应，所以浸渍液的温度高不利于
活性组分的吸附，但浸渍液温度过低会造成活性组分结
晶析出；
催化剂的制备方法——浸渍法
浸渍液pH值 及温度
催化剂的制备方法——浸渍法
4.5.1 浸渍时间
浸渍时间
Impregnation of -Alumina with Ni (from Ni(NO3)2)
Increasing impregnation time Pt/Al2O3 Al2O3
Impregnation of -Alumina with Pt (from H2PtCl6)
—— 广泛用于制备负载型催化剂 （尤其负载型金属催化剂）