实用催化第二版课件 教学课件 作者 高正中 戴洪兴 编著Chapter 3-1.ppt

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1、Chapter3催化剂制备(CatalystPreparation)催化剂的类型（TypesofCatalysts）类别种类实例单一活性组分和载体单一氧化物二元氧化物Al2O3，SiO2，Cr2O3SiO2Al2O3，NiOAl2O3，CuOAl2O3，Zeolites沉淀法生成的活性组分分散的氧化物分散的金属(低、中负载）MoO3/Al2O30.3wt%Pt/Al2O3，40wt%Ni/Al2O3浸渍法生成的活性组分分散的金属(高负载）多孔金属熔融的氧化物70wt%Ni/Al2O3RaneyNiFe3O4Al2O3K2O特殊类型复合的氧化物粘合的氧化物金属网La

2、MnO3NiO-CaAl2O4Pt，Ag表.催化剂的类型Chapter3CatalystPreparation单一活性组分和载体的制备（PreparationofSingleActiveComponentsandSupports）一般地，将单一活性组分和载体制成大比表面积和高孔隙率（催化剂颗粒中孔体积所占的体积分数。大多数催化剂的=0.5）溶胶-凝胶法（Sol-GelMethod）金属（醇）盐溶液过饱和状态成核长大胶体溶液陈化水凝胶洗涤/过滤干燥干凝胶成型颗粒催化剂调节pH沉淀凝聚纯化、浓缩造粒、挤条、球化煅烧Chapter3CatalystPreparation金属盐

3、中的阴离子尽量避用卤离子和硫酸根离子（因为这些难以除去的离子残留在催化剂中会影响其活性）溶液沉淀过程增加pH过饱和区溶解度曲线BCDA温度浓度图.介稳的过饱和区单一活性组分和载体的制备（PreparationofSingleActiveComponentsandSupports）沉淀过程控制（ControlofPrecipitationProcess）沉淀过程：过饱和区、成核、长大进入过饱和区方法：蒸发溶剂提高溶液浓度（AC）降低溶液温度（AB）提高pH值（相当于将溶解度曲线移至虚线D的位置，使A处于过饱和区）----最方便的方法Chapter3CatalystPrep

4、aration成核过程：通过生成的M(OH)n或添入的晶种的引发，成核过程可自发进行。固体杂质（灰尘、碎粒子、容器表面粗糙边缘等）可引发晶种。加入种核可加速成核速率。长大过程：通过离子在成晶离子表面的吸附，颗粒长大。长大过程的速率是浓度、温度和pH的函数。单一活性组分和载体的制备（PreparationofSingleActiveComponentsandSupports）成核和长大的相对速率对沉淀粒度分布的影响（InfluenceoftheRelativeRateofNucleationandGrowthonPrecipitatedParticleSizeDistribu

5、tion）成核和长大的相对速率可以独立地控制：若成核比长大快，则形成一个窄分布的小颗粒体系；若长大比成核快，则产生一个窄分布的较大颗粒体系；若成核与长大的速率相近，则产生一个宽分布的颗粒体系。Chapter3CatalystPreparation三种聚结物：水凝胶、絮凝体、块状沉淀物水凝胶:三维疏松连接结构小粒子经由填隙的水分子通过氢键形成长程有序结构。由粒径窄分布的溶胶得到的凝胶有较好的长程均匀性。OHOHH2O+–M–O–M–OH2+O––M–+OH––M–+H3O+pH低pH高单一活性组分和载体的制备（PreparationofSingleActiveComponen

6、tsandSupports）凝聚和胶凝过程（CondensationandGelationProcesses）在催化中最重要0.9nm1.5nm含水40%的固体粒子凝胶粒子表面的电性与pH值有关Chapter3CatalystPreparation粒子表面的有效电荷被溶液中的反离子部分中和。带正电的粒子吸引溶液中的阴离子(来自于添加的碱或电解质)，反离子形成空间电荷，因布朗运动而产生电动电势（电势）。电势决定胶凝过程的速率。在电势=0(等电点)时，胶凝过程的速率最大。原有电荷+++++++++++++++––––––––––––––––––––––––––––––––

7、–––––––––––––––––––––––––––––––––––单一活性组分和载体的制备（PreparationofSingleActiveComponentsandSupports）–––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––反离子电动电势–––图.带电粒子的双层结构凝聚和胶凝过程（CondensationandGelationProcesses）-5050电动电势(mV)036912pH––––––++++++++++++++++++++++–––––––––