第6次课_工业催化剂的制造方法

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1、6-1 沉淀法沉淀法 6-2 浸渍法浸渍法 6-3 混合法混合法 6-4 热熔融法热熔融法 6-5 离子交换法离子交换法 6-6 催化剂的成型催化剂的成型 6-7 典型工业催化剂制法实例选典型工业催化剂制法实例选 6-8 固体催化剂制备方法的新进展固体催化剂制备方法的新进展 一、沉淀法制备原理一、沉淀法制备原理 借助于沉淀反应，用沉淀剂（碱类借助于沉淀反应，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、成型等工序制离、洗涤、干燥、焙烧、成型等工序制得成品催化剂。得成品催

2、化剂。 原料原料 沉淀剂沉淀剂混合混合沉淀沉淀陈化陈化催化剂成品催化剂成品干燥干燥成型成型活化活化过滤洗涤过滤洗涤l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 1.单组份沉淀法单组份沉淀法 沉淀剂与一种待沉淀溶液作用以制备沉淀剂与一种待沉淀溶液作用以制备单一组分沉淀物。单一组分沉淀物。 如：如：AlAl2 2O O3 3制备制备 采用碱法制备，用采用碱法制备，用HNOHNO3 3作沉淀剂，从作沉淀剂，从NaAlONaAlO2 2中沉淀出中沉淀出AlAl2 2O O3 3nHnH2 2O O，再经过后续处再经过后续处理制得理制得AlAl2 2O O3 3。 2.2.共沉淀法（多组

3、份共沉淀法）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。同时沉淀的一种方法。 如：低压合成甲醇用催化剂如：低压合成甲醇用催化剂CuO-ZnO-CuO-ZnO-AlAl2 2O O3 3的制备的制备 给定比例的给定比例的Cu(NOCu(NO3 3) )2 2、Zn(NOZn(NO3 3) )2 2、Al(NOAl(NO3 3) )3 3、混合盐溶液与混合盐溶液与NaNa2 2COCO3 3并流加入沉并流加入沉淀槽淀槽。 3.3.均匀沉淀法均匀沉淀法 先使待沉淀金属盐溶液与沉淀剂母体充分混合，先使待沉淀金属盐溶液与沉淀剂母体充分混

4、合，造成一个均匀的体系，然后调节温度和时间，逐渐造成一个均匀的体系，然后调节温度和时间，逐渐提高提高pHpH值，或者在体系中逐渐生成沉淀剂的方式，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。粒十分均匀而且比较纯净的沉淀物。 如：如：Al(OH)Al(OH)3 3沉淀制备沉淀制备 采用铝盐溶液中加入尿素，混合均匀，加热升采用铝盐溶液中加入尿素，混合均匀，加热升温，尿素水解释放温，尿素水解释放OHOH- -，与铝盐反应生成与铝盐反应生成Al(OH)Al(OH)3 3沉沉淀。淀。 4.4

5、.浸渍沉淀法浸渍沉淀法 盐溶液浸渍操作完成后，再加沉淀剂，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。而使待沉淀组份沉积在载体上。 5.5.导晶沉淀法导晶沉淀法 借助晶化导向剂（晶种）引导非晶型借助晶化导向剂（晶种）引导非晶型沉淀转化为晶型沉淀的方法。沉淀转化为晶型沉淀的方法。 如：如：Y Y型、型、X X型分子筛的合成，加入乙型分子筛的合成，加入乙醇胺作导向剂。醇胺作导向剂。 6.6.超均匀共沉淀法超均匀共沉淀法 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悬浮层，并将这些悬浮层立即瞬间混合成为超饱和

6、的均匀溶液；然后由超饱和的均匀溶液得到超和的均匀溶液；然后由超饱和的均匀溶液得到超均匀的沉淀物。均匀的沉淀物。 如：硅酸镍催化剂制备如：硅酸镍催化剂制备 先将硅酸钠溶液（密度先将硅酸钠溶液（密度1.31.3）放到混合器底）放到混合器底部，然后将部，然后将20%20%的硝酸钠溶液（密度的硝酸钠溶液（密度1.21.2）放在上）放在上面，最后，将含硝酸镍和硝酸（密度面，最后，将含硝酸镍和硝酸（密度1.11.1）慢慢）慢慢倒在前两种液层之上，之后立即开动搅拌器，使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

7、凝胶或胶冻。可形成均匀的水凝胶或胶冻。 l原料的选择原料的选择 金属盐类选择原则金属盐类选择原则： 一般首选硝酸盐。一般首选硝酸盐。 其次：硫酸盐、有机酸盐、金属复其次：硫酸盐、有机酸盐、金属复盐盐 l原料的选择原料的选择 沉淀剂选择原则沉淀剂选择原则： 尽可能使用易分解并且易挥发成分的沉淀剂。尽可能使用易分解并且易挥发成分的沉淀剂。 形成的沉淀物必须便于过滤和洗涤。形成的沉淀物必须便于过滤和洗涤。 沉淀剂的溶解度要大沉淀剂的溶解度要大 沉淀物的溶解度应很小。沉淀物的溶解度应很小。 沉淀剂必须无毒，不应造成环境污染沉淀剂沉淀剂必须无毒，不应造成环境污染沉淀剂 ： 常用的沉淀剂是：常用的沉淀剂是

8、：NHNH3 3、 NaOH NH NaOH NH4 4OHOH、（、（NHNH4 4）2 2COCO3 3等铵盐。等铵盐。 。 l沉淀形成的影响因素 浓度浓度 温度温度 pH值值 加料方式和搅拌速度加料方式和搅拌速度 l沉淀形成的影响因素 浓度浓度 l过饱和度过饱和度=C-C*/C*lC V生成生成.V长大长大l晶粒细小晶粒细小,S大大lC V生成生成.V长大长大l晶粒大晶粒大,S小小 槐氏分散度公式可知，溶液的相对过饱和度愈大，分散度也愈大，形成的晶核数目就愈多，得到的是小晶形沉淀。反之，溶液的相对过饱和度较小，分散度也较小，形成的晶核数目就较少，则晶核形成速度较慢，得到的是大晶形沉淀。l

9、沉淀形成的影响因素 温度温度 低温低温 小粒子小粒子高温高温 大粒子大粒子最大生成最大生成温度远低温度远低于最大长于最大长大温度大温度 l沉淀形成的影响因素 PH值值 影响沉淀物生长和晶型影响沉淀物生长和晶型形成氢氧化物所需形成氢氧化物所需PH值值l沉淀形成的影响因素 正加法正加法 沉淀剂金属盐溶液 正加正加反加反加并加并加l沉淀的陈化和洗涤沉淀的陈化和洗涤 沉淀的陈化（或熟化、老化）沉淀的陈化（或熟化、老化）指在沉淀形指在沉淀形成之后发生的一切不可逆变化。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。操作方法：将沉淀物与母液一起放置一段时间。 陈化作用：陈化作用：a、

10、使小的晶粒进一步长大，使小的晶粒进一步长大，b、晶粒晶粒与晶粒之间进一步粘结，与晶粒之间进一步粘结，c、使结构稳定。使结构稳定。 洗涤：洗涤：用洗涤液除去固态物料中的杂质用洗涤液除去固态物料中的杂质的操作。的操作。 操作方法：倾泻法和过滤法操作方法：倾泻法和过滤法 l干燥、焙烧和活化干燥、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干燥：用加热的方法脱除已洗净湿沉淀中的洗涤液。液。 焙烧：为继干燥之后的又一热处理过程。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。活泼催化剂的过程。 l焙烧目的焙

11、烧目的 通过物料的热分解，除去化学结合水和通过物料的热分解，除去化学结合水和挥发性杂质（如挥发性杂质（如CO2、NO2、NH3），），使之使之转化为所需要的化学成份。转化为所需要的化学成份。 借助于固态反应、互溶、再结晶，获得借助于固态反应、互溶、再结晶，获得一定的晶型、微粒粒度、孔径和比表面积等。一定的晶型、微粒粒度、孔径和比表面积等。 让微晶适度烧结，提高产品的机械强度。让微晶适度烧结，提高产品的机械强度。 l浸渍原理浸渍原理 将载体放进含有活性物质（或连同助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，