第二章 工业催化剂的制造方法

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1、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。沉淀法生产流程原料沉淀剂混合沉淀陈化催化剂成品干燥成型活化过滤洗涤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

2、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。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

3、母体充分混合，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

4、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。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或胶冻。沉淀操作技术要点原料的选择金属盐类选择原则：一般首选硝酸盐。其

5、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：常用的沉淀剂是：NH3、NaOHNH4OH、（NH4）2CO3等铵盐。。沉淀操作技术要点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过饱和度β=C-C*/C*C↑β↑V生成.>V长大晶粒细小,Sg大C↓β↓V生成.

6、大,Sg小生成长大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沉淀剂金属盐溶液正加反加并加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

7、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

8、烷）硝酸银H2O2Al2O3沉淀还原洗涤过滤成型Ag-CatNaOH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。浸渍法生产流程活性组分载体浸渍活化干燥焙烧负载型金属催化剂活性组分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/Al2O