催化剂制备的科学原理ppt课件.ppt

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1、催化剂制备的科学原理工业催化研究所王幸宜，64253372催化剂载体制备催化剂:载体承载的活性相—一个或多个活性相，含量为0.1~20wt.%，颗粒大小为1~50nm）.载体的功能：使活性相获得最大表面积，并具备形状以合适特定的催化反应技术参与反应提高辅助的活性催化剂具有足够的机械强度和热稳定性增加催化剂的抗毒能力减少贵金属催化剂的成本赋予催化剂合适的比重、比热载体的种类：SiO2，Al2O3，α-Al2O3，SiO2-Al2O3，C（活性碳）硅胶催化剂载体的制备化学组成:SiO2•xH2O，其中H2O:结构水；基

2、本结构：Si－O四面体，并由Si－O四面体相互堆积形成硅胶骨架；硅胶常以孔径大小区分:(1)特细孔硅胶R<1nm(2)细孔硅胶R>150~200nm(3)粗孔硅胶R<400~500nm硅胶制备过程中的物理和化学变化Na2SiO4+H2SO4+H2OH4SiO4+Na2SO4Si(OH)4+2OH-Si(OH)62-2－2[Si(OH)6]2-聚硅酸[Si2(OH)10]2-+[Si(OH)6]2-＋2OH-失水环化+3H2O内部硅原子处于氧的四面体中，以氧为顶点连接连续物质表面被OH-所覆盖，并带有电荷硅胶制备过程

3、中的物理和化学变化胶体粒子之间：稀溶液进一步长大（一次粒子生长）浓溶液粒子失水互相连接带空洞－凝胶SiO2含量>1%凝集硅胶的表面组成吸附水的脱除－H2O充分水合的表面组成硅胶的结构形式：≡Si-O-+H3O+→≡Si-OH+H2O(H2SO4中不稳定，具有强的聚合倾向)≡Si-O-+HO-Si≡→≡Si-O-Si≡+OH-环状聚合态形式-OH朝外，内部最密堆积;小的颗粒溶解，颗粒数目减少，大的颗粒继续长大pH↑6-7，最高为10.5时，氧化硅溶解为硅酸盐，氧化硅表面带OH-,相互排斥，单个颗粒长大；pH值低时，表

4、面电荷下降则表现为碰撞，聚合成链状→网状孔道内充满水的硅胶→水溶胶去掉水的硅胶→干胶（表面张力的影响，孔隙率下降）用醇取代水→醇溶胶在高压锅内高于醇的临界点，不存在液体与蒸汽的界面，除去醇→气溶胶（保持水溶胶的孔隙率）在低于150℃干燥的氧化硅表面—羟基OH覆盖SiO2表面积100-800m2/g孔容：0.3-2.0ml/gSi-OH的个数：6.6/nm2非常纯的氧化硅的制备火成法反应：SiCl4+O2→SiO2+2Cl2（高温）SiCl4+CH4+2O2→SiO2+CO2+4HCl(高温)欧洲注册商标：Aeros

5、il美国注册商标：Cabosil粒子大小：初级粒子大小为1nm；次级粒子大小为10-30nm.用于基础研究氧化铝载体的制备：Al（OH）3制备－Al2O3•3H2O(三水铝石)的制备（碱法）NaAlO2－Al2O3•3H2O－Al2O3•3H2O（湃铝石）的制备NaAlO2－Al2O3•3H2O氢氧化铝乙醇铝水解－Al2O3•3H2O铝汞齐水解新－Al2O3•3H2O(诺水铝石)－Al2O3•3H2O－Al2O3•3H2OAlOOH的制备－Al2O3•3H2O的制备假－Al2O3•H2O（假一水

6、软铝石）水合氧化铝热转型为氧化铝水合氧化铝热转型为氧化铝Al(OH)3的热转化在真空中尽管起源物质不一样，但经同一条件处理后的晶相都相同，而在空气中起源物质结构不同，得到了各个晶相的条件也不同。不管是空气还是真空经1200℃焙烧后都得到同一晶相结构－Al2O3AlOOH的热转化－Al2O31um晶体－Al2O3－Al2O3＋（a）－Al2O3－Al2O3胶体－Al2O3（－Al2O3•H2O）－Al2O3＋（a）－Al2O3－Al2O3假一水软石－Al2O3－Al2O3（唯一低温下生成）差

7、热分析当T‹500℃四种水合物失重较大即脱水当T›500℃W基本上不变,但水很难脱尽至－Al2O3,还含有0.2%的水表面积的变化：随T增大，表面积S也作相应的变化最大表面相应温度相应晶相起始－Al2O3•3H2O300℃{－Al2O3•H2O(主)η-Al2O3}氢氧化铝－Al2O3•3H2O400℃{－Al2O3•H2O(主)χ-Al2O3}晶型－Al2O3•H2O500℃{γ－Al2O3•H2O(主)-Al2O3}加入添加剂对晶型转变也有很大的影响900℃，3hr－Al2O3三水合+5%AlF

8、3orMgF2－Al2O3氧化铝700℃/2hr800℃/2hr+0.35~0.4%La2O3γ－Al2O3－Al2O3T=<1600℃1600℃晶体结构1.三水氧化铝（Al2O3•3H2O）晶体结构：（i）羟基离子以AB双层的方式构成（ii）Al离子占据八面体空隙的2/3,与六个OH-配位（iii）两相邻层之间的羟基离子间所形成的H键连接湃铝石(－A