工业催化原理》第二章工业催化剂的制备和成型

《工业催化原理》第二章工业催化剂的制备和成型》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第二章工业催化剂的制备和成型主要内容：沉淀法浸渍法溶胶－凝胶法离子交换法热熔融法混合法固体催化剂的成型催化剂的干燥与焙烧化工资源有效利用国家重点实验室1第一节沉淀法沉淀法是以沉淀操作为基本特征的工业催化剂的制备方法，是固体催化剂最常用的制备方法之一，主要用于制备催化剂活性组分含量较高且价格相对较低的非贵金属、金属氧化物、金属硫化物、金属盐催化剂以及催化剂载体。化工资源有效利用国家重点实验室2一、各种沉淀法1、单组分沉淀法本法是通过沉淀剂的作用，将单一组分沉淀制备催化剂的方法，其沉淀物只有一个组分，因此，沉淀操作和过程控制相对比较简单，是制备单组分催化剂或催化

2、剂载体常用的方法。如以碱为沉淀剂，从酸化铝盐溶液中沉淀水合氧化铝，反应式如下：Al3++OH-Al2O3·nH2O第一节沉淀法制备γ-Al2O3实例：工艺流程示意图化工资源有效利用国家重点实验室3第一节沉淀法制备γ-Al2O3实例：具体过程将工业硫酸产品粉碎，于60-70℃温水中溶解，制成相对密度为1.21-1.23的Al2(SO4)3溶液，同时配制质量含量为20%的Na2CO3溶液。将此两种溶液分别加入各自的高温槽，然后经过热交换器预热至50-60℃，通过活塞开关并流到沉淀槽混合充分，pH值控制在5-6，在不断搅拌下形成无定形氢氧化铝沉淀。沉淀浆液送入到过

3、滤器抽滤分离，沉淀移入洗涤槽打浆洗涤，洗液为50-60℃的蒸馏水，洗涤至不显SO42-为止。洗净的沉淀转入pH值为9.5-10.5，温度为60℃左右的氨水溶液中静置陈化4h，陈化后沉淀物又重复过滤、洗涤，至溶液的比电阻超过200Ω/cm，将沉淀物于100-110℃温度下干燥，制得半结晶状的假-水软铝石(ρ-Al2O3﹒nH2O)，最后在500℃焙烧6h，即可制得γ-Al2O3。化工资源有效利用国家重点实验室4第一节沉淀法2、多组分共沉淀法两个或两个以上催化剂活性组分同时沉淀制备催化剂的方法，可用于制备多组分催化剂或催化剂载体，其特点是一次沉淀操作可同时获得多

4、个组分，并且各个组分之间的比例较为恒定，各组分之间的分布也比较均匀。如：制备低压合成甲醇CuO-ZnO-Al2O3催化剂。化工资源有效利用国家重点实验室5第一节沉淀法低压合成甲醇CuO-ZnO-Al2O3催化剂制备实例：工艺流程示意图化工资源有效利用国家重点实验室6第一节沉淀法低压合成甲醇CuO-ZnO-Al2O3催化剂制备实例：制备过程：将给定浓度和比例的Cu(NO3)2、Zn(NO3)2、Al2(NO3)3溶液，与Na2CO3溶液并流加入沉淀槽反应器中，在激烈搅拌的同时，注意调节加料流速，以控制沉淀介质的pH值稳定在7±0.2之间，沉淀温度为70℃。加料

5、完成后，过滤，洗涤至没有Na+，在110℃下干燥沉淀物，并在空气中，300℃焙烧，然后将焙烧的粉末在500kg/cm2的压力下，压成φ15mm×80mm的圆柱体，即为制备的CuO-ZnO-Al2O3催化剂。化工资源有效利用国家重点实验室7第一节沉淀法3、均匀沉淀法该法首先使待沉淀溶液与沉淀剂母体充分混合，造成一个非常均匀的体系，然后调节沉淀操作的温度等条件，进而改变沉淀体系的pH值，在沉淀体系中逐渐生成沉淀，并使沉淀缓慢进行，从而制得颗粒大小十分均匀、而且比较纯净的沉淀物。化工资源有效利用国家重点实验室8这种沉淀法不同于单组分沉淀法和多组分共沉淀法，它不是在

6、待沉淀溶液中直接加入沉淀剂使沉淀反应立即发生获得沉淀物，而是通过改变条件使沉淀剂母体产生沉淀，进而缓慢发生沉淀反应。因此它可以避免沉淀组分与沉淀剂之间存在浓度梯度造成沉淀颗粒粗细不匀，以及沉淀物中易带入较多杂质等缺点。第一节沉淀法化工资源有效利用国家重点实验室9第一节沉淀法化工资源有效利用国家重点实验室104、超均匀共沉淀法前面几种方法形成沉淀时，存在时间差或空间差。要避免这种差异，可采用超均匀共沉淀法。基本原理：首先制成盐溶液的悬浮层，然后将这些悬浮层(一般为2－3层)立即瞬间混合成为过饱和的均匀溶液，进而由过饱和溶液得到超均匀的沉淀物。由于超均匀沉淀过程

7、中可大大减小时间差和空间差，因此可以形成非常均匀的沉淀物。5、导晶沉淀法是借助晶种等晶化导向剂，引导非晶型沉淀转化为晶型沉淀的快速而有效的方法。如以廉价的水玻璃为原料，制备丝光沸石、Y型、X型等高硅钠型分子筛等。第一节沉淀法二、沉淀法操作的技术要点1、待沉淀盐类和沉淀淀剂的选择原则（1）待沉淀盐类首选的是各类金属硝酸盐，因为绝大部分硝酸盐都可溶于水，这样配制沉淀溶液时较方便，对沉淀反应比较有利。某些金属的甲酸盐和草酸盐也是常选的盐类，但价格相对较贵。贵金属的盐类常为氯化物，因其硝酸盐较少，沉淀后的氯离子也容易被水洗干净。化工资源有效利用国家重点实验室11（2

8、）沉淀剂应选择沉淀后容易分解、挥发和较易洗涤干净的沉